内容正文:
常见的金属材料
第二课时
化学鲁教版 九年级下
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金属元素在地壳中的含量
人们生活中使用最多的金属单质是铁、铝、铜、金、银等,大家想一下,这是不是由它们的含量决定的呢?
金属应用的广泛程度不完全是由自然界中的含量决定的,主要与它们的化学性质有关。
元素名称 质量分数/%
铝 7.73
铁 4.75
钙 3.45
钠 2.74
钾 2.47
镁 2.00
锌 0.008
铜 0.007
银 0.000 01
金 0.000 000 5
【过渡】目前人们生活中使用最多的金属单质是:铁、铝、铜、金、银等,你们猜想一下,这是不是由它们的含量决定的呢?请看一则资料:
【总结】金属应用的广泛程度不完全是由自然界中的含量决定的,主要与它们的化学性质有关。
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下面我们通过一段视频了解一下各金属资源的概况吧!
【播放视频】《金属资源概况》
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赤铁矿(Fe2O3)
磁铁矿(Fe3O4)
菱铁矿(FeCO3)
硫铁矿(FeS2)
自然界中的铁矿石
【过渡】通过视频知道,自然界中的铁矿石主要有:
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如果你是炼铁厂的厂长,你会选择哪种铁矿石来提炼铁?
冶炼时是否污染环境?
矿石在地壳中的含量是否丰富?
在矿石中铁元素的含量是否比较高?
是否容易冶炼?
综合考虑工业上炼铁一般选用优质的赤铁矿石来炼铁。
【探究1】如果你是炼铁厂的厂长,你会选择哪种铁矿石来提炼铁?
(参考答案:在选择铁矿石时,我们要考虑多方面的因素,如:矿石在地壳中的含量是否丰富?在矿石中铁元素的含量是否比较高?是否容易冶炼?冶炼时是否污染环境?等等。综合考虑工业上炼铁一般选用优质的赤铁矿石来炼铁。)
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【过渡】你对工厂冶炼钢铁感兴趣吗?你知道炼铁厂是用什么设备来炼铁的吗?请看一段视频。
【播放视频】《高炉炼铁》
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高温
3CO+Fe2O3 2Fe+3CO2
高温
CO2+C 2CO
C+O2 CO2
高温
CaCO3+SiO2 CaSiO3 + CO2↑
高温
【问题】你能说出高炉炼铁过程中发生了哪些化学反应吗?
(C+O2=高温=CO2、CO2+C=高温=2CO、3CO+Fe2O3=高温=2Fe+3CO2、CaCO3+SiO2=高温=CaSiO3+CO2↑)
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在学习炼铁原理之前,我们先来了解一下什么是还原?
失去氧
铁被还原出来,一氧化碳是还原剂。含氧化物中的氧被夺取的反应属于还原反应。
高温
3CO+Fe2O3 2Fe+3CO2
【过渡】在学习炼铁原理之前,我们先来了解一下什么是还原?
【总结】在一氧化碳与氧化铁的反应中,氧化铁中的氧被一氧化碳夺去,生成铁,我们就称铁被还原出来,而一氧化碳是还原剂。含氧化物中的氧被夺取的反应属于还原反应。
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【过渡】下面我们在通过一段视频了解一下在实验室里是怎样炼铁的吧!
【播放视频】《一氧化碳还原氧化铁》
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1
2
先通CO,再加热,目的是什么?
将玻璃管中的空气排尽,避免引起爆炸。
【问题】根据视频回答下列问题:
1.分析实验中的注意事项。
(1)先通CO,再加热,目的是什么?(将玻璃管中的空气排尽,避免引起爆炸。)
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1
2
实验完毕后,先停止加热继续通CO至冷却,目的是什么?
防止生成的铁在高温条件下再被氧化成氧化铁。
(2)实验完毕后,先停止加热继续通CO至冷却,目的是什么?(防止生成的铁在高温条件下再被氧化成氧化铁。)
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用酒精灯点燃尾气的作用是什么?
防止未反应的一氧化碳污染空气。
(3)用酒精灯点燃尾气的作用是什么?(防止未反应的一氧化碳污染空气。)
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高温
3CO+Fe2O3 2Fe+3CO2
CO2 +Ca(OH)2 CaCO3↓+ H2O
2CO+O2 2CO2
点燃
2.在实验过程中发生了几个化学反应,写出反应的化学方程式。
(3CO+Fe2O3=高温=2Fe+3CO2、CO2+Ca(OH)2=CaCO3↓+H2O、2CO+O2=点燃=2CO2)
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3.分析比较工业炼铁和实验室炼铁有什么不同?
(1)产物不同。工业炼铁得到的是生铁,实验室得到的是纯铁。
(2)设备不同。工业炼铁设备是高炉,实验室用玻璃管。
(3)对环境影响不同。高炉炼铁对环境影响大,实验室对环境影响小。
(4)操作难易程度不同。高炉炼铁工艺复杂,实验室操作简单。
……
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铝土矿(Al2O3)
钾长石(KAlSi3O8)
明矾石[KAl3(SO4)2(OH)6]
自然界中的铝矿石
工业上采用电解法冶炼铝。
反应的化学方程式为:2Al2O3 4Al+3O2↑。
通电
【过渡】有些金属很难从其矿物中提取出来。比如铝