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1、第八單元 金屬和金屬材料課題3 金屬資源的利用和保護(hù)世界跨徑最大的斜拉橋世界跨徑最大的斜拉橋蘇通大橋蘇通大橋 蘇通大橋總長蘇通大橋總長8206米米，斜拉橋主孔跨度，斜拉橋主孔跨度1088米米，列世界第一；主塔高度列世界第一；主塔高度306米米,列世界第一；斜拉索的列世界第一；斜拉索的長度長度580米米,列世界第一。列世界第一。 溫故知新溫故知新1、背誦金屬活動(dòng)性順序表。 3、金屬有哪些化學(xué)性質(zhì)？2、金屬活動(dòng)性順序有哪些應(yīng)用？4、寫出下列化學(xué)反應(yīng)的化學(xué)方程式：（1）鎂、鋅、鐵與鹽酸的反應(yīng) （2）鐵釘與硫酸銅溶液、銅絲與硝酸銀溶液的反應(yīng)。K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb (H)

2、Cu Hg Ag Pt Au判斷金屬的活動(dòng)性；判判斷金屬的活動(dòng)性；判斷金屬與酸的反應(yīng)；判斷斷金屬與酸的反應(yīng)；判斷金屬與鹽的反應(yīng)。金屬與鹽的反應(yīng)。金屬與氧氣反應(yīng)，生成金屬金屬與氧氣反應(yīng)，生成金屬氧化物；金屬與酸反應(yīng)，生氧化物；金屬與酸反應(yīng)，生成鹽和氫氣；成鹽和氫氣；金屬與某些鹽溶液反應(yīng)。生金屬與某些鹽溶液反應(yīng)。生成新金屬和新鹽。成新金屬和新鹽。（1）Mg+2HCl=MgCl2+H2 Zn+2HCl=ZnCl2+H2 Fe+2HCl=FeCl2+H2、（2）Fe+CuSO4=FeSO4+CuCu+2AgNO3=Cu(NO3)2+2Ag學(xué)習(xí)目標(biāo)學(xué)習(xí)目標(biāo) 知識(shí)與技能知識(shí)與技能： 1、知道一些常見金屬如

3、鐵、鋁、銅等礦物，了解從鐵礦石中將鐵還原出來的方法； 2、會(huì)根據(jù)化學(xué)方程式對(duì)含有某些雜質(zhì)的反應(yīng)物或生成物進(jìn)行有關(guān)計(jì)算。 過程與方法過程與方法： 了解金屬銹蝕的條件以及防止金屬銹蝕的簡單方法。 情感態(tài)度與價(jià)值觀情感態(tài)度與價(jià)值觀： 知道廢舊金屬對(duì)環(huán)境 的污染，認(rèn)識(shí)回收利用廢舊金屬等金屬資源保護(hù)的重要性。人類生活離不開金屬人類生活離不開金屬金屬有廣泛的用途，對(duì)于人類社會(huì)起著不可替代的作用!軍事與科技也需要大量的金屬軍事與科技也需要大量的金屬一一.金屬元素在自然界中的存在金屬元素在自然界中的存在 金屬元素在自然界中分布很廣，極少數(shù)不活潑的金屬元素在自然界中分布很廣，極少數(shù)不活潑的金屬（如金、銀等）有金

4、屬（如金、銀等）有單質(zhì)形式單質(zhì)形式存在；存在；圖圖52 地殼中金屬的百分含量地殼中金屬的百分含量 含有礦物的巖石稱為含有礦物的巖石稱為礦礦石。石。鐵礦石等都是常見鐵礦石等都是常見的礦石的礦石 其余大多數(shù)以其余大多數(shù)以化合物化合物的形式存在。金屬化合物的形式存在。金屬化合物在自然界中以在自然界中以礦物礦物的形的形式存在。式存在。元素名元素名稱稱質(zhì)量分質(zhì)量分?jǐn)?shù)數(shù)/元素名元素名稱稱質(zhì)量分質(zhì)量分?jǐn)?shù)數(shù)/鋁鋁7.73鎂鎂2.00鐵鐵4.75鋅鋅0.008鈣鈣3.45銅銅0.007鈉鈉2.74銀銀0.00001鉀鉀2.47金金0.0000005赤鐵礦赤鐵礦黃鐵礦黃鐵礦菱鐵礦菱鐵礦鋁鋁士士礦礦黃銅礦黃銅礦輝銅

5、礦輝銅礦Fe2O3常見幾種金屬礦物的成分常見幾種金屬礦物的成分 孔雀石孔雀石 Cu2(OH)2CO3赤銅礦赤銅礦 Cu2O 我國是世界上已知礦物種類比較齊全的少數(shù)我國是世界上已知礦物種類比較齊全的少數(shù)國家這一，礦物儲(chǔ)量也很豐富，其中國家這一，礦物儲(chǔ)量也很豐富，其中鎢、鉬、鎢、鉬、鈦、錫、銻鈦、錫、銻等儲(chǔ)量居世界前列，等儲(chǔ)量居世界前列，銅、鋁、錳銅、鋁、錳等等儲(chǔ)量在世界觀上也占有重要志地位。儲(chǔ)量在世界觀上也占有重要志地位。 大自然向人類提供了豐富的大自然向人類提供了豐富的金屬礦物資源金屬礦物資源，人類每年要提煉數(shù)以人類每年要提煉數(shù)以億噸計(jì)的金屬億噸計(jì)的金屬用于工農(nóng)業(yè)用于工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和其它領(lǐng)域。其中

6、，提取量最大的是生產(chǎn)和其它領(lǐng)域。其中，提取量最大的是鐵鐵。二二.鐵的冶煉鐵的冶煉為紀(jì)念為紀(jì)念1996年中國鋼產(chǎn)產(chǎn)量突破年中國鋼產(chǎn)產(chǎn)量突破1億噸而發(fā)行的郵票億噸而發(fā)行的郵票上海寶山鋼鐵公司煉鐵高爐上海寶山鋼鐵公司煉鐵高爐一氧化碳還原氧化鐵一氧化碳還原氧化鐵現(xiàn)象：現(xiàn)象：紅色紅色粉末變粉末變成成黑色黑色，澄清的石，澄清的石灰水變渾濁?；宜儨啙?。點(diǎn)燃尾氣有點(diǎn)燃尾氣有藍(lán)色藍(lán)色火火焰焰一氧化碳還原氧化鐵一氧化碳還原氧化鐵Fe2O3 + 3CO 2Fe + 3CO2CO2 + Ca(OH)2 CaCO3 + H2O2CO + O2 2CO2用酒精燈點(diǎn)燃尾氣的作用是用酒精燈點(diǎn)燃尾氣的作用是防止一氧化碳污染空

7、氣防止一氧化碳污染空氣實(shí)驗(yàn)步驟：實(shí)驗(yàn)步驟：1、檢查裝置氣密性、檢查裝置氣密性2、將適量的氧化鐵裝入試管并固定裝置、將適量的氧化鐵裝入試管并固定裝置3、點(diǎn)燃右邊點(diǎn)燃右邊酒精燈酒精燈4、通入一氧化碳通入一氧化碳?xì)怏w氣體5、點(diǎn)燃酒精噴燈給氧化鐵加熱、點(diǎn)燃酒精噴燈給氧化鐵加熱6、待硬質(zhì)玻璃管內(nèi)紅色物質(zhì)完全變?yōu)楹谏珪r(shí)停止加熱、待硬質(zhì)玻璃管內(nèi)紅色物質(zhì)完全變?yōu)楹谏珪r(shí)停止加熱7、待玻璃管內(nèi)固體冷卻后、待玻璃管內(nèi)固體冷卻后停止通入一氧化碳停止通入一氧化碳，然后，然后熄滅右邊熄滅右邊酒精燈酒精燈實(shí)驗(yàn)前要先通實(shí)驗(yàn)前要先通CO將玻璃管中的空氣排盡再加熱，防止加熱時(shí)將玻璃管中的空氣排盡再加熱，防止加熱時(shí)CO與空氣混合發(fā)

8、生爆炸；實(shí)驗(yàn)完畢后，停止加熱時(shí)要繼續(xù)與空氣混合發(fā)生爆炸；實(shí)驗(yàn)完畢后，停止加熱時(shí)要繼續(xù)通通CO至玻璃管內(nèi)固體冷卻，防止高溫下的生成物鐵與空氣至玻璃管內(nèi)固體冷卻，防止高溫下的生成物鐵與空氣接觸而被氧化，同時(shí)還可防止石灰水倒吸。接觸而被氧化，同時(shí)還可防止石灰水倒吸。黃鐵礦黃鐵礦 FeS2赤鐵礦赤鐵礦 Fe2O3菱鐵礦菱鐵礦 FeCO3磁鐵礦磁鐵礦 Fe3O4在高溫下，利用焦炭與氧氣反應(yīng)生成的一氧化碳把鐵在高溫下，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從鐵礦石中還原出來Fe2O3+3CO 2Fe+3CO2高溫高溫石灰石、石灰石、鐵礦石鐵礦石焦炭、空氣焦炭、空氣化學(xué)方程式：化學(xué)方程式：高

9、爐是個(gè)豎直的高爐是個(gè)豎直的圓筒形圓筒形爐子，爐子，爐殼用爐殼用鋼板鋼板制成，內(nèi)部用制成，內(nèi)部用耐耐火磚火磚作襯里。煉鐵的主要原作襯里。煉鐵的主要原料是料是鐵礦石、焦炭、石灰石鐵礦石、焦炭、石灰石和空氣和空氣。 高溫下，用還原劑（主高溫下，用還原劑（主要是一要是一氧化碳氧化碳）從鐵礦）從鐵礦石里把鐵還原出來石里把鐵還原出來 鐵礦石焦炭熱空氣爐渣出口生鐵出口石灰石高爐煉鐵圖：高爐煉鐵圖：煉鋼和煉鐵的比較煉鋼和煉鐵的比較生鐵冶煉煉鋼原料鐵礦石、焦炭、空氣、石灰石 生鐵、廢鋼原理在高溫下，用一氧化碳從鐵的氧化物中將鐵還原出來。 用氧氣或鐵的氧化物除去生鐵中多余的碳元素主要設(shè)備高爐轉(zhuǎn)爐、平爐、電爐產(chǎn)品生

10、鐵鋼高溫有關(guān)雜質(zhì)問題的計(jì)算有關(guān)雜質(zhì)問題的計(jì)算例1、1000t含雜質(zhì)含雜質(zhì)20%的赤鐵礦石中含的赤鐵礦石中含氧化鐵的質(zhì)量是多少？氧化鐵的質(zhì)量是多少？氧化鐵的質(zhì)量氧化鐵的質(zhì)量： 1000t （ 1- 20% ）=800t純物質(zhì)的質(zhì)量純物質(zhì)的質(zhì)量=不純物質(zhì)的質(zhì)量不純物質(zhì)的質(zhì)量純物質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)（純度）純物質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)（純度）不純物質(zhì)的質(zhì)量不純物質(zhì)的質(zhì)量= 純物質(zhì)的質(zhì)量純物質(zhì)的質(zhì)量例例3：用：用1000t含氧化鐵含氧化鐵80%的赤鐵礦石，的赤鐵礦石，理論上可以煉出含鐵理論上可以煉出含鐵96%的生鐵多少噸？的生鐵多少噸？注意：注意： 帶入化學(xué)方程式計(jì)算的數(shù)據(jù)應(yīng)是帶入化學(xué)方程式計(jì)算的數(shù)據(jù)應(yīng)是 純凈物的質(zhì)量純

11、凈物的質(zhì)量赤鐵礦石赤鐵礦石氧化鐵氧化鐵鐵鐵生鐵生鐵1000t80% 70%96%=583.3t生鐵的質(zhì)量：生鐵的質(zhì)量：練習(xí)：要煉出含雜質(zhì)練習(xí)：要煉出含雜質(zhì)2%的生鐵的生鐵3200噸，需噸，需要含氧化鐵質(zhì)量分?jǐn)?shù)為要含氧化鐵質(zhì)量分?jǐn)?shù)為80%的赤鐵礦石多少的赤鐵礦石多少噸？噸？生鐵生鐵鐵鐵氧化鐵氧化鐵赤鐵礦石赤鐵礦石3200t（1-20%）70%80%=4571.5t赤鐵礦石赤鐵礦石:例題用1000T 含氧化鐵80的赤鐵礦石，理論上可以煉出含鐵96 的生鐵多少噸？解：1000t赤鐵礦石中含氧化鐵的質(zhì)量為：1000t 80=800t設(shè)：800t氧化鐵理論上可以煉出鐵的質(zhì)量為 xFe2O3 + 3CO

12、2Fe + 3CO2高溫160 112800t x112160 xt800 x=560t折合為含鐵96 的生鐵的質(zhì)量為 560t 96 =583t答：用1000t 含氧化鐵80的赤鐵礦石，理論上可以煉出含鐵96 的生鐵583t診斷補(bǔ)償，點(diǎn)擊中考二、計(jì)算題（2006黃岡） 用2000t 含氧化鐵80的赤鐵礦石，理論上可以煉出含鐵96 的生鐵多少噸？二、計(jì)算題（2006黃岡）用2000T 含氧化鐵80的赤鐵礦石，理論上可以煉出含鐵96 的生鐵多少噸？ 解：2000t赤鐵礦石中含氧化鐵的質(zhì)量為：2000t 80=1600t 設(shè)：1600t氧化鐵理論上可以煉出鐵的質(zhì)量為 x Fe2O3 + 3CO 2

13、Fe + 3CO2 160 112 1600t x x=1120t 折合為含鐵96 的生鐵的質(zhì)量為 1120t 96 =1166t 答：用2000t 含氧化鐵80的赤鐵礦石，理論上可以煉出含鐵96 的生鐵1166txt1600112160高溫 據(jù)有關(guān)資料報(bào)導(dǎo)，現(xiàn)在全世界每年被腐據(jù)有關(guān)資料報(bào)導(dǎo)，現(xiàn)在全世界每年被腐蝕而報(bào)廢的金屬設(shè)備和材料相當(dāng)于年產(chǎn)量的蝕而報(bào)廢的金屬設(shè)備和材料相當(dāng)于年產(chǎn)量的20%40%鋼鐵的最大的弱點(diǎn)就是容易生繡鋼鐵的最大的弱點(diǎn)就是容易生繡三三.金屬資源保護(hù)金屬資源保護(hù)1.金屬的腐蝕和防護(hù)金屬的腐蝕和防護(hù)鐵軌的銹蝕鐵軌的銹蝕鐵釘?shù)纳P鐵釘?shù)纳P各種鐵制品的銹蝕各種鐵制品的銹蝕 為了

14、減少損失，為了減少損失，需要探究需要探究金屬銹金屬銹蝕的原因蝕的原因、防護(hù)防護(hù)的方法的方法和和廢金屬廢金屬的回收利用的回收利用金屬銹蝕給人類金屬銹蝕給人類帶來了巨大的損帶來了巨大的損失。失。鐵生銹的條件： 與氧氣（或空氣）接觸 與水接觸其它影響因素：溫度、鹽等思考：思考：根據(jù)銅綠的化學(xué)式根據(jù)銅綠的化學(xué)式Cu2(OH)2CO3分分析銅生銹的條件又是什么？析銅生銹的條件又是什么？ 與氧氣、水和二氧化碳接觸實(shí)驗(yàn)：探究鐵生銹的條件在空氣中銹蝕，實(shí)際上是在空氣中銹蝕，實(shí)際上是鐵鐵跟跟氧氣氧氣、水水等等物質(zhì)相互作用，發(fā)生一系列復(fù)雜的物質(zhì)相互作用，發(fā)生一系列復(fù)雜的化學(xué)變化學(xué)變化化，使鐵轉(zhuǎn)化為，使鐵轉(zhuǎn)化為鐵的

15、化合物鐵的化合物的過程。的過程。因此，鐵與空氣接觸，又有水分時(shí)，最易因此，鐵與空氣接觸，又有水分時(shí)，最易生銹！生銹！鐵銹成分復(fù)雜，主要是鐵銹成分復(fù)雜，主要是FeFe2 2O O3 3XHXH2 2O O它它是一種疏松多孔的物質(zhì)是一種疏松多孔的物質(zhì) 鐵銹鐵銹這種多孔性的物質(zhì)，能讓水分和空氣穿過它這種多孔性的物質(zhì)，能讓水分和空氣穿過它的空隙，不斷向里層滲透，繼續(xù)跟鐵反應(yīng)，直至鐵被的空隙，不斷向里層滲透，繼續(xù)跟鐵反應(yīng)，直至鐵被完全銹蝕。完全銹蝕。 氧化鐵與鋁壺表面的氧化鋁膜性質(zhì)比較氧化鐵與鋁壺表面的氧化鋁膜性質(zhì)比較 鐵銹鐵銹 (e23)氧化鋁氧化鋁 (Al2O3)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)若不除去結(jié)果若不除去

16、結(jié)果疏松多孔疏松多孔完全銹蝕完全銹蝕致密結(jié)實(shí)致密結(jié)實(shí)使鋁使鋁“自我保自我保護(hù)護(hù)”與空氣（氧氣）與空氣（氧氣）接觸接觸與水與水接觸接觸怎么防止鋼鐵生銹呢？怎么防止鋼鐵生銹呢？在在車車船船的的表表面面噴噴油油漆漆在機(jī)械表面涂防銹油在機(jī)械表面涂防銹油在面盆、杯子、在面盆、杯子、等表面燒涂搪瓷等表面燒涂搪瓷此外，還可以在鋼此外，還可以在鋼鐵表面鍍上一層能鐵表面鍍上一層能起保護(hù)作用的其他起保護(hù)作用的其他金屬。金屬。如：在鋼鐵表面鍍?nèi)纾涸阡撹F表面鍍錫、鍍鋅、和鍍鉻錫、鍍鋅、和鍍鉻鍍銅鍍銅金屬防腐蝕的方法：（1)1)隔絕空氣或氧氣隔絕空氣或氧氣 (2)(2)隔絕水隔絕水 自行車的構(gòu)件如支架、鏈條、鋼圈等，分

17、別采取了什么防銹措施？思考：思考：根據(jù)銅綠的化學(xué)式根據(jù)銅綠的化學(xué)式Cu2(OH)2CO3分分析銅生銹的條件又是什么？析銅生銹的條件又是什么？在潮濕的空氣中銅與氧氣、水、二氧化碳等在潮濕的空氣中銅與氧氣、水、二氧化碳等作用生成了銅綠。作用生成了銅綠。 推理依據(jù)是按銅綠的化學(xué)推理依據(jù)是按銅綠的化學(xué)式可知：銅綠含式可知：銅綠含C、H、O、Cu四種元素，四種元素， 若無空氣中的若無空氣中的O2、H2O、CO2 等對(duì)銅發(fā)生作等對(duì)銅發(fā)生作用則銅綠中不可能含用則銅綠中不可能含O、C、H等元素。用白等元素。用白醋浸泡可除去銅銹醋浸泡可除去銅銹。 一一. .防止金屬腐蝕防止金屬腐蝕 二二. .回收利用廢舊金屬回

18、收利用廢舊金屬三三.合理有效地開采礦物合理有效地開采礦物 四四.尋找金屬的代用品尋找金屬的代用品保護(hù)金屬資源的方法： 防止金屬的腐蝕 回收利用廢舊金屬 有計(jì)劃、合理地開采礦物 尋找金屬的代用品等梳理整合 本節(jié)課你學(xué)會(huì)了 哪些知識(shí)？ 溫故知新 : 1.礦石有哪些?寫出其主要成分的化學(xué)式. 2.煉鐵的主要反應(yīng)原理是什么?寫出用赤鐵礦,磁鐵礦煉鐵的化學(xué)反應(yīng)方程式.赤鐵礦Fe2O3 磁鐵礦Fe3O4 黃鐵礦FeS2 輝銅礦Cu2S 赤銅礦Cu2O 菱鐵礦FeCO3 鋁士礦Al2O3 孔雀石 Cu2(OH)2CO3 在高溫下，利用焦炭與氧氣反應(yīng)生成的一氧化碳在高溫下，利用焦炭與氧氣反應(yīng)生成的一氧化碳把鐵

19、從鐵礦石里還原出來把鐵從鐵礦石里還原出來Fe2O3+3CO 2Fe+3CO2高溫高溫診斷補(bǔ)償，點(diǎn)擊中考診斷補(bǔ)償，點(diǎn)擊中考 一、選擇題：請將唯一正確答案代量填入下列空格內(nèi) 1（2006 廣州）人類每年從自然界中提取大量的金屬鐵，下列關(guān)于鐵的說法正確的是（ ） A、煉鐵的過程是把單質(zhì)鐵變成氧化鐵。 B、鋼是很純的鐵。 C、生鐵是含少量碳的鐵合金。 D、被腐蝕的鐵制品屬于不可回收的垃圾。 2（2006 益陽）鐵是人類生活中重要的一種材料，工業(yè)上可用如下化學(xué)反應(yīng)制得鐵，F(xiàn)e2O3+3CO 2Fe+3CO2，該該反應(yīng)中，發(fā)生還原反應(yīng)的物質(zhì)是（ ） A、Fe2O3 B、CO C、Fe D、CO2 3、做一

20、氧化碳還原氧化鐵的實(shí)驗(yàn)后，清洗試管壁上留下的黑色物質(zhì)時(shí)可選用的方法是（ ） A、用大量水邊沖邊洗。 B、用試管刷左右、上下猛烈刷。 C、用鹽酸或稀硫酸清洗后再用水沖。 D、用肥皂粉清洗后再用水沖洗。高溫CAC診斷補(bǔ)償，點(diǎn)擊中考診斷補(bǔ)償，點(diǎn)擊中考 4（2006益陽）在下列情況下，埋在地下的鑄鐵管道腐蝕最快的是（ ） A、在潮濕、致密的土壤中。 B、在干燥、致密的土壤中。 C、在潮濕、疏松的土壤中。 D、在干燥、疏松的土壤中。 5、下列物品需采用防銹措施的是（ ） A、鐵制防盜網(wǎng)。 B、不銹鋼菜刀。 C、鋁合金窗。 D、金戒指。 6、日常生活中的一些鐵制品經(jīng)常會(huì)被銹蝕。下列做法不能起防銹作用的是（ ） 1、在鐵制品表面鍍鋅。2、在鐵制品表面涂油脂。3、保留鐵件表面的鐵銹作保護(hù)層。 4、在鐵制品表面刷油漆。5、自行車臟了用清水洗。6、用廢酸液沖洗鐵制污水管道。7、切完咸菜后，盡快將菜刀洗凈擦干。 A、2 5 B、3 5 6 C、1 3 7 D、2 6 7CAB謝 謝