九年級(jí)化學(xué)下冊(cè) 第8單元 課題3 金屬資源的利用和保護(hù)（第1課時(shí)）課件 （新版）新人教版

課題課題3 3 金屬資源的利用和保護(hù)金屬資源的利用和保護(hù)（第（第 課時(shí)）課時(shí)） 導(dǎo)入導(dǎo)入11如圖如圖1 1表示金屬活動(dòng)性順序表中銅、鐵和鋁被人類大規(guī)模開發(fā)、表示金屬活動(dòng)性順序表中銅、鐵和鋁被人類大規(guī)模開發(fā)、利用的大致年限。利用的大致年限。提疑：為什么銅的開發(fā)使用比鐵和鋁早數(shù)千年？金屬被大規(guī)模開發(fā)、提疑：為什么銅的開發(fā)使用比鐵和鋁早數(shù)千年？金屬被大規(guī)模開發(fā)、利用主要和金屬的哪些性質(zhì)和特點(diǎn)有關(guān)？鈉、鎂等金屬為什么在自利用主要和金屬的哪些性質(zhì)和特點(diǎn)有關(guān)？鈉、鎂等金屬為什么在自然界中不能以單質(zhì)形式存在，而是以化合物形式存在于各種礦物之然界中不能以單質(zhì)形式存在，而是以化合物形式存在于各種礦物之中？中？ 導(dǎo)入導(dǎo)入22為紀(jì)念為紀(jì)念19961996年中國鋼產(chǎn)量突破年中國鋼產(chǎn)量突破1 1億噸而發(fā)行的郵票。自億噸而發(fā)行的郵票。自然界以單質(zhì)形式存在的金銀。然界以單質(zhì)形式存在的金銀。我們知道自然界中只有金、銀等少數(shù)我們知道自然界中只有金、銀等少數(shù)金屬以單質(zhì)形式存在，大部分的金屬金屬以單質(zhì)形式存在，大部分的金屬是以化合物形式存在的，那么我們?cè)谑且曰衔镄问酱嬖诘模敲次覀冊(cè)谏a(chǎn)、生活中用到最多的金屬生產(chǎn)、生活中用到最多的金屬鐵是鐵是怎樣煉成的？怎樣煉成的？ 導(dǎo)入導(dǎo)入3 3 鋼鐵是怎樣煉成的鋼鐵是怎樣煉成的是前蘇聯(lián)作家尼古拉是前蘇聯(lián)作家尼古拉奧斯特洛夫斯奧斯特洛夫斯基所著的一部長篇小說。有一名鋼鐵廠的工人誤把這本書當(dāng)成介紹鋼基所著的一部長篇小說。有一名鋼鐵廠的工人誤把這本書當(dāng)成介紹鋼鐵是怎樣煉成的科技書籍。鐵是怎樣煉成的科技書籍。 同學(xué)們讀過了同學(xué)們讀過了鋼鐵是鋼鐵是怎樣煉成的怎樣煉成的，你知道鋼，你知道鋼鐵是怎樣煉成的的嗎？鋼鐵是怎樣煉成的的嗎？鋼鐵有哪些元素組成的？鐵有哪些元素組成的？一、金屬資源概況一、金屬資源概況1.1.人類目前普遍使人類目前普遍使用的金屬有哪些用的金屬有哪些? ? 2.2.這是否和它們?cè)谶@是否和它們?cè)诘貧ぶ械暮坑幸坏貧ぶ械暮坑幸欢ǖ年P(guān)系呢定的關(guān)系呢? ?地殼中各種元素的含量（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）地殼中各種元素的含量（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）工業(yè)上把能用來提煉金屬的礦物叫工業(yè)上把能用來提煉金屬的礦物叫_ _ _礦石礦石二、鐵的冶煉二、鐵的冶煉比較比較Fe2O3與與Fe的組成差異，的組成差異，設(shè)想用什么方設(shè)想用什么方法或試劑去完法或試劑去完成鐵的冶煉。成鐵的冶煉。鋼和鐵有著非常廣泛和重要的應(yīng)用，它們?cè)谀撤N程度上代表了一鋼和鐵有著非常廣泛和重要的應(yīng)用，它們?cè)谀撤N程度上代表了一個(gè)國家工業(yè)發(fā)展的水平。個(gè)國家工業(yè)發(fā)展的水平。 鐵的冶煉鐵的冶煉早在春秋戰(zhàn)國時(shí)期，我國就開始生產(chǎn)和使用鐵器，從公元早在春秋戰(zhàn)國時(shí)期，我國就開始生產(chǎn)和使用鐵器，從公元1 1世紀(jì)起，世紀(jì)起，鐵便成了一種最主要的金屬材料。鐵便成了一種最主要的金屬材料。1. 1. 有哪些物質(zhì)可以把鐵從它的氧化物中還原出來？有哪些物質(zhì)可以把鐵從它的氧化物中還原出來？2.2.觀察圖觀察圖8-208-20，并結(jié)合，并結(jié)合 學(xué)習(xí)的一氧化碳還原學(xué)習(xí)的一氧化碳還原氧化銅氧化銅的知識(shí)，思考：的知識(shí)，思考： （1 1）實(shí)驗(yàn)室還原氧化鐵的原理：）實(shí)驗(yàn)室還原氧化鐵的原理：（2 2）現(xiàn)象：）現(xiàn)象：比較比較FeFe2 2O O3 3與與FeFe的組成差異的組成差異, ,設(shè)想用什么方法或試劑去完成鐵的冶煉設(shè)想用什么方法或試劑去完成鐵的冶煉 H2 , C, COH2 , C, CO 紅色的紅色的FeFe2 2O O3 3變黑變黑. .同時(shí)產(chǎn)生使石灰水變渾濁的氣體同時(shí)產(chǎn)生使石灰水變渾濁的氣體思考思考工業(yè)上鐵礦石冶煉成鐵的相關(guān)知識(shí)工業(yè)上鐵礦石冶煉成鐵的相關(guān)知識(shí)1.1.原料：原料：2.2.原理：原理：3.3.設(shè)備：設(shè)備：4.4.過程過程： 鐵的冶煉（以赤鐵礦為例）鐵的冶煉（以赤鐵礦為例）焦炭、石灰石、鐵礦石焦炭、石灰石、鐵礦石在高溫下，利用焦炭與氧氣反應(yīng)生成的一氧化在高溫下，利用焦炭與氧氣反應(yīng)生成的一氧化碳把鐵從鐵礦石中還原出來碳把鐵從鐵礦石中還原出來高爐高爐點(diǎn)燃點(diǎn)燃C + OC + O2 2 = CO = CO2 2高溫高溫C + COC + CO2 2 = 2CO = 2COFeFe2 2O O3 3 + 3CO = 2Fe + 3CO+ 3CO = 2Fe + 3CO2 2高溫高溫問題：在實(shí)驗(yàn)過程中應(yīng)注意哪些安全事項(xiàng)？問題：在實(shí)驗(yàn)過程中應(yīng)注意哪些安全事項(xiàng)？ 實(shí)驗(yàn)中的注意事項(xiàng)。實(shí)驗(yàn)中的注意事項(xiàng)。1 1先通先通COCO，再加熱，目的是將玻璃管中的空氣排盡。，再加熱，目的是將玻璃管中的空氣排盡。2 2實(shí)驗(yàn)完畢后，先停止加熱繼續(xù)通實(shí)驗(yàn)完畢后，先停止加熱繼續(xù)通COCO至冷卻，目的防止石灰水倒吸。至冷卻，目的防止石灰水倒吸。3 3用酒精燈點(diǎn)燃尾氣的作用是：防止一氧化碳污染空氣。用酒精燈點(diǎn)燃尾氣的作用是：防止一氧化碳污染空氣。 實(shí)驗(yàn)室用一氧化碳還原氧化鐵實(shí)驗(yàn)室用一氧化碳還原氧化鐵 尾氣處理：尾氣處理：用燃著的酒精燈將尾氣點(diǎn)燃或用燃著的酒精燈將尾氣點(diǎn)燃或 用氣球收集尾氣用氣球收集尾氣 CO還原氧化鐵必須在封閉的硬質(zhì)玻管中進(jìn)行，防止還原氧化鐵必須在封閉的硬質(zhì)玻管中進(jìn)行，防止CO污染空氣。污染空氣。證明產(chǎn)物中有鐵粉的方法是：用磁鐵吸證明產(chǎn)物中有鐵粉的方法是：用磁鐵吸(或加稀鹽酸或加稀鹽酸 ) 2CO + O2 2CO2（尾氣處理）（尾氣處理）將鐵礦石中的將鐵礦石中的 SiOSiO2 2轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)變?yōu)闋t渣變?yōu)闋t渣點(diǎn)燃點(diǎn)燃 C + O C + O2 2 = 2CO = 2CO2 2高溫高溫 C + CO C + CO2 2 = 2CO = 2CO（FeFe2 2O O3 3）生鐵生鐵出鐵口出鐵口爐渣爐渣出出渣渣口口 Fe Fe2 2O O3 3 + 3CO = 2Fe + 3CO+ 3CO = 2Fe + 3CO2 2高溫高溫高爐氣體高爐氣體高爐氣體高爐氣體 產(chǎn)生一氧化碳產(chǎn)生一氧化碳 提供熱量提供熱量例例1. 1000t1. 1000t含氧化鐵含氧化鐵80%80%的赤鐵礦石，理論上煉出中含鐵的赤鐵礦石，理論上煉出中含鐵96%96%的生鐵多少噸？的生鐵多少噸？解：設(shè)理論上可煉出鐵的質(zhì)量為解：設(shè)理論上可煉出鐵的質(zhì)量為x x代入方程代入方程式計(jì)算時(shí)式計(jì)算時(shí)一定要純一定要純凈的質(zhì)量凈的質(zhì)量 160 2160 25656 800t 800t x xx= 560 tx= 560 t Fe Fe2 2O O3 3+3CO 2Fe+3CO+3CO 2Fe+3CO2 2高溫高溫方法一：分步法方法一：分步法答：理論上練出含鐵答：理論上練出含鐵96%96%的生鐵的生鐵583t583t。 560t 560t 96% = 583 t96% = 583 t氧化鐵的質(zhì)量：氧化鐵的質(zhì)量： 1000t1000t 80% =800t 80% =800t 160 2 160 25656 800 t X 800 t X 三、有關(guān)雜質(zhì)問題的計(jì)算三、有關(guān)雜質(zhì)問題的計(jì)算例例1 1：用：用1000 t1000 t含氧化鐵含氧化鐵8080的赤鐵礦石，理論上可以煉出含的赤鐵礦石，理論上可以煉出含鐵鐵9696的生鐵多少噸的生鐵多少噸 ? ?解：設(shè)理論上可以煉出含鐵解：設(shè)理論上可以煉出含鐵96%96%的生鐵的質(zhì)量為的生鐵的質(zhì)量為x x。160 2160 256561000t1000t8080 x x96%96% 160 2 160 25656 1000t 1000t8080 x x96%96% x=x=2 25656 1000t 1000t8080 16016096%96%= 583 t= 583 tFeFe2 2O O3 3+3CO 2Fe+3CO+3CO 2Fe+3CO2 2高溫高溫答：理論上可以練出含鐵答：理論上可以練出含鐵96%96%的生鐵的生鐵583t583t。方法二：方法二：解解:Fe:Fe的質(zhì)量為的質(zhì)量為1000 t1000 t96%=960 t96%=960 t。設(shè)鐵礦石的質(zhì)量為設(shè)鐵礦石的質(zhì)量為x x, ,則氧化鐵的質(zhì)量為則氧化鐵的質(zhì)量為70%70%x x。 FeFe2 2O O3 3+3CO+3CO2Fe+3CO2Fe+3CO2 2例例2 2某煉鐵廠每天生產(chǎn)某煉鐵廠每天生產(chǎn)1000 t1000 t含含F(xiàn)e 96%Fe 96%的生鐵的生鐵, ,理論上需消理論上需消耗含耗含F(xiàn)eFe2 2O O3 3 70% 70%的赤鐵礦石多少噸的赤鐵礦石多少噸? ? x x =1959.2 t=1959.2 t。 答答: :需消耗含需消耗含F(xiàn)eFe2 2O O3 3 70%70%的赤鐵礦石的赤鐵礦石1959.21959.2噸。噸。 16016011211270%70%x x960 t960 t160160112112 70%70%x x 960 t960 t煉鐵和煉鋼的比較煉鐵和煉鋼的比較煉鐵煉鐵煉鋼煉鋼目的目的把鐵從礦石中還原出來把鐵從礦石中還原出來通過氧化把碳硫等減少通過氧化把碳硫等減少原理原理一氧化碳還原一氧化碳還原氧氣氧化氧氣氧化原料原料鐵礦石、石灰石、焦炭、鐵礦石、石灰石、焦炭、空氣空氣生鐵、氧氣，氧化鈣生鐵、氧氣，氧化鈣設(shè)備設(shè)備煉鐵高爐煉鐵高爐轉(zhuǎn)爐、平爐、電爐轉(zhuǎn)爐、平爐、電爐【拓展延伸】【拓展延伸】1.1.下列礦石的主要成分表述錯(cuò)誤的是下列礦石的主要成分表述錯(cuò)誤的是( () ) A. A.黃鐵礦黃鐵礦(FeS(FeS2 2) ) B. B.菱鐵礦菱鐵礦(FeCO(FeCO3 3) ) C. C.黃銅礦黃銅礦(CuFeS(CuFeS2 2) )D.D.輝銅礦輝銅礦(CuS)(CuS)解析解析: :輝銅礦的主要成分為輝銅礦的主要成分為CuCu2 2S.S.故選故選D.D.D D2.(20152.(2015啟東市一模啟東市一模) )下圖是實(shí)驗(yàn)室用下圖是實(shí)驗(yàn)室用COCO還原氧化鐵的裝置還原氧化鐵的裝置, ,關(guān)于關(guān)于該實(shí)驗(yàn)該實(shí)驗(yàn), ,下列說法錯(cuò)誤的是下列說法錯(cuò)誤的是( () ) A.A.實(shí)驗(yàn)時(shí)應(yīng)先給玻璃管加熱實(shí)驗(yàn)時(shí)應(yīng)先給玻璃管加熱, ,后通后通COCOB.B.實(shí)驗(yàn)時(shí)實(shí)驗(yàn)時(shí), ,試管中澄清的石灰水變渾濁試管中澄清的石灰水變渾濁, ,證明該反應(yīng)有二氧化碳生成證明該反應(yīng)有二氧化碳生成C.C.實(shí)驗(yàn)中能觀察到玻璃管中紅棕色粉末實(shí)驗(yàn)中能觀察到玻璃管中紅棕色粉末逐漸變成黑色逐漸變成黑色D.D.為了減少空氣污染為了減少空氣污染, ,應(yīng)增加尾氣處理裝應(yīng)增加尾氣處理裝置置解析解析: :一氧化碳有可燃性一氧化碳有可燃性, ,加熱或點(diǎn)燃一氧化碳和空氣或氧氣的混合物加熱或點(diǎn)燃一氧化碳和空氣或氧氣的混合物可能發(fā)生爆炸可能發(fā)生爆炸, ,故一氧化碳還原氧化鐵實(shí)驗(yàn)開始時(shí)要先通入純凈的一氧故一氧化碳還原氧化鐵實(shí)驗(yàn)開始時(shí)要先通入純凈的一氧化碳化碳, ,排凈裝置內(nèi)的空氣排凈裝置內(nèi)的空氣, ,然后再點(diǎn)燃酒精噴燈然后再點(diǎn)燃酒精噴燈; ;試管中澄清的石灰水變?cè)嚬苤谐吻宓氖宜儨啙釡啙? ,證明該反應(yīng)有二氧化碳生成證明該反應(yīng)有二氧化碳生成; ;一氧化碳與氧化鐵反應(yīng)生成鐵和二一氧化碳與氧化鐵反應(yīng)生成鐵和二氧化碳氧化碳, ,故看到的現(xiàn)象為玻璃管中紅棕色固體變?yōu)楹谏士吹降默F(xiàn)象為玻璃管中紅棕色固體變?yōu)楹谏? ;尾氣中有一氧尾氣中有一氧化碳化碳, ,一氧化碳有毒一氧化碳有毒, ,所以一定要進(jìn)行尾氣處理所以一定要進(jìn)行尾氣處理. .故選故選A. A. A A 3. 3.某工廠要用赤鐵礦石某工廠要用赤鐵礦石( (主要成分是氧化鐵主要成分是氧化鐵, ,假設(shè)雜質(zhì)不含鐵元假設(shè)雜質(zhì)不含鐵元素素) )來煉制生鐵來煉制生鐵. .若要煉制含鐵若要煉制含鐵96%96%的生鐵的生鐵63 t,63 t,假設(shè)在煉制過程中損失假設(shè)在煉制過程中損失10%10%鐵的元素鐵的元素, ,則理論上需要含雜質(zhì)則理論上需要含雜質(zhì)20%20%的赤鐵礦石的質(zhì)量是的赤鐵礦石的質(zhì)量是( () ) A.120 t B.108 t C.96 t D.84 t A.120 t B.108 t C.96 t D.84 t解析解析:63 t:63 t含鐵含鐵96%96%的生鐵中鐵的質(zhì)量為的生鐵中鐵的質(zhì)量為:63 t:63 t96%,96%,則理論上所煉則理論上所煉鐵的質(zhì)量為鐵的質(zhì)量為63 t63 t96%96%(1-10%)=63 t(1-10%)=63 t96%96%10/910/9 設(shè)需要含雜質(zhì)設(shè)需要含雜質(zhì)20%20%的赤鐵礦石的質(zhì)量為的赤鐵礦石的質(zhì)量為x x, ,則則: : 3CO+Fe3CO+Fe2 2O O3 3 2Fe+3CO2Fe+3CO2 2 160160112112 (1-20%)(1-20%)x x 63 t63 t96%96%解得解得x x=120 t.=120 t.故選故選A A 160160 112112(1-20%)(1-20%)x x 63 t63 t96%96%= A A4.(2015呼和浩特中考呼和浩特中考) )鋼鐵是使用最多的金屬材料鋼鐵是使用最多的金屬材料. .(1)人類從自然界提取量最大的金屬是鐵人類從自然界提取量最大的金屬是鐵, ,高爐煉鐵的原料是鐵礦石、高爐煉鐵的原料是鐵礦石、空氣、石灰石和空氣、石灰石和. .(2)鋁的活動(dòng)性比鐵強(qiáng)鋁的活動(dòng)性比鐵強(qiáng), ,但在生活中常在鐵的但在生活中常在鐵的表面涂上鋁粉表面涂上鋁粉. .其原因是其原因是 .(3)金屬鈷金屬鈷( (Co)與鐵具有相似的化學(xué)性質(zhì)與鐵具有相似的化學(xué)性質(zhì).CoCl.CoCl2固體是藍(lán)色的固體是藍(lán)色的, ,CoCl2溶溶液是粉紅色的液是粉紅色的. .現(xiàn)將金屬鈷投入稀鹽酸中現(xiàn)將金屬鈷投入稀鹽酸中, ,發(fā)生化學(xué)反應(yīng)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)Co+2HCl Co+2HCl CoClCoCl2 2+ H+ H2 2.該反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象為該反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象為 . . . .解析解析:(1):(1)高爐煉鐵的原料是鐵礦石、空氣、石灰石和焦炭高爐煉鐵的原料是鐵礦石、空氣、石灰石和焦炭.(2).(2)鋁的鋁的活動(dòng)性比鐵強(qiáng)活動(dòng)性比鐵強(qiáng), ,但在生活中常在鐵的表面涂上鋁粉但在生活中常在鐵的表面涂上鋁粉. .其原因是常溫時(shí)其原因是常溫時(shí), ,鋁能和空氣中的氧氣反應(yīng)鋁能和空氣中的氧氣反應(yīng), ,在表面生成致密的氧化物薄膜在表面生成致密的氧化物薄膜, ,保護(hù)里面保護(hù)里面的鐵不被腐蝕的鐵不被腐蝕.(3).(3)金屬鈷投入稀鹽酸中時(shí)金屬鈷投入稀鹽酸中時(shí), ,發(fā)生化學(xué)反應(yīng)發(fā)生化學(xué)反應(yīng): Co+2HCl : Co+2HCl CoClCoCl2 2+H+H2 2. .隨著反應(yīng)的進(jìn)行隨著反應(yīng)的進(jìn)行, ,金屬不斷溶解金屬不斷溶解, ,表面產(chǎn)生氣泡表面產(chǎn)生氣泡, ,溶液由溶液由無色變?yōu)榉奂t色無色變?yōu)榉奂t色. .焦炭焦炭金屬不斷溶解金屬不斷溶解, ,表面產(chǎn)生氣泡表面產(chǎn)生氣泡, ,常溫時(shí)常溫時(shí), ,鋁在空氣中表面生成致密的氧化物鋁在空氣中表面生成致密的氧化物薄膜薄膜, ,保護(hù)里面的鐵不被銹蝕保護(hù)里面的鐵不被銹蝕溶液由無色變?yōu)榉奂t色溶液由無色變?yōu)榉奂t色 課題課題3 3金屬資源的利用和保護(hù)金屬資源的利用和保護(hù)第第1 1課時(shí)課時(shí)一、金屬資源概況一、金屬資源概況二、鐵的冶煉二、鐵的冶煉1.1.主要原理主要原理:3CO+Fe:3CO+Fe2 2O O3 32.2.原料原料: :鐵礦石、焦炭、石灰石、空氣鐵礦石、焦炭、石灰石、空氣3.3.設(shè)備設(shè)備: :高爐高爐4.4.實(shí)驗(yàn)室還原氧化鐵實(shí)驗(yàn)室還原氧化鐵三、原料或產(chǎn)物有雜質(zhì)的相關(guān)計(jì)算三、原料或產(chǎn)物有雜質(zhì)的相關(guān)計(jì)算2Fe + 3CO2Fe + 3CO2 2一、教材作業(yè)一、教材作業(yè)【必做題】【必做題】教材第教材第2121頁練習(xí)與應(yīng)用的頁練習(xí)與應(yīng)用的4 4、5 5題題. .【選做題】【選做題】教材第教材第2121頁練習(xí)與應(yīng)用的頁練習(xí)與應(yīng)用的1 1、6 6題題. .二、課后作業(yè)二、課后作業(yè)