8.3 金属资源的利用和保护课件—2022-2023学年九年级化学人教版下册

第八单元 金属和金属材料 课题 3 金属资源的利用和保护 1 学习目标 知识点一 金属资源的存在形式及常见的金属矿物 知识点二 铁的冶炼 知识点三 含有杂质的反应物或生成物的有关计算 知识点四 金属的腐蚀和保护 知识点五 金属资源保护 2 引入新课 人类生活离不开金属，军事与科技也需要大量的金属，金属有广泛的用途，对于人类社会起着不可替代的作用。由于地球上的金属资源是有限的，故我们对其要进行合理的利用和有效的保护。这节课我们一起来探究金属资源的利用和保护。 3 引入新课 地球上的金属资源广泛地存在于地壳和海洋中、除少数很不活泼的金属如金、银等有单质形式存在外，其余都以化合物的形式存在。 自然界中以单质形式存在的金 自然界中以单质形式存在的银 4 金属资源 工业上从含有金属元素并有开采价值的矿石中提炼金属。常见的金属矿石如图所示： 赤铁矿 磁铁矿 萎铁矿 铝土矿 黄铜矿 辉铜矿 5 金属资源 我国是世界上已知矿物种类比较齐全的少数国家之一，矿物储量也很丰富，其中钨、钼、钛、锡、锑等储量居世界前列，铜、铝、锰等储量在世界上也占有重要地位。大自然向人类提供了丰富的金属矿物资源，人类每年要提取数以亿吨计的金属，用于工农业生产和其他领域。其中，提取量最大的是铁。 6 铁的冶炼 早在春秋战国时期，我国就开始生产和使用铁器，从1世纪起，铁便成了一种最主要的金属材料。炼铁的原理是利用一氧化碳与氧化铁的反应。在实验室里，可以利用装置进行实验。从实验中可以看到，玻璃管里的粉末由红棕色逐渐变黑，这种黑色的粉末就是被还原出来的铁；试管里澄清石灰水变浑浊，证明有二氧化碳生成。反应的化学方程式如下∶ 7 铁的冶炼 一氧化碳还原氧化铁装置 8 铁的冶炼 铁矿石冶炼成铁是一个复杂的过程。把铁矿石、焦炭和石灰石一起加入高炉，在高温下，利用炉内反应生成的一氧化碳把铁从铁矿石里还原出来，高炉内的主要化学反应如图所示。 9 金属的腐蚀和保护 一方面，人类每年要向自然界索取大量的金属矿物资源，以提取数以亿吨计的金属。 另一方面，根据有关报导，现在世界上每年因腐蚀而报废的金属设备和材料相当于年产量的20%~40%。这是多么惊人的数字呀！防止金属腐蚀已成为科学研究和技术领域中的重大问题。 10 探究：铁制品锈蚀的条件 根据你的生活经验，已经知道铁制品在干燥的空气中不易生锈，但在潮湿的空气中容易生锈，试通过实验对铁制品锈蚀的条件进行探究。 现有洁净无锈的铁钉、试管、经煮沸迅速冷却的蒸馏水（思考∶为什么要用蒸馏水？）、植物油、棉花和干燥剂氯化钙。你还可以选用其他物品。 金属资源的保护 金属的腐蚀和保护 11 仔细观察并参考图所示的装置，设计实验证明铁制品锈蚀的条件。注意每天观察铁钉锈蚀的现象，连续观察约一周，认真做好记录，并与同学进行交流。通过探究，你对铁制品锈蚀的条件能得出哪些结论？ 金属资源的保护 金属的腐蚀和保护 12 铁制品锈蚀的过程、实际上是铁与空气中的氧气、水蒸气等发生化学反应的过程。铁制品锈蚀需要条件，例如，要有能够发生反应的物质，反应物要能相互接触，生成物不会对反应起阻碍作用，等等。铝与氧气反应生成的致密的氧化铝薄膜，能覆盖铝的表面，从而保护里层的铝不再与氧气反应;而铁与氧气、水等反应生成的铁锈（主要成分是Fe2O3·xH2O）很疏松，不能阻碍里层的铁继续与氧气、水等反应，因此铁制品可以全部锈蚀。了解了铁制品锈蚀的条件，就可以根据这些条件，寻找防止铁制品锈蚀的方法。 金属资源的保护 金属的腐蚀和保护 13 讨论 通过对铁制品锈蚀条件的探究，你对防止铁制品锈蚀有什么建议? 自行车的构件如支架、链条、钢圈等，分别采取了什么防锈措施? 14 矿物的储量有限，而且不能再生。根据已探明的一些矿物的储量，并根据目前这些金属的消耗速度，有人估计一些矿物可供开采的年限如图所示。 据估计一些矿物可供开采的年限 金属资源的保护 15 怎样保护金属资源呢？除了前面讨论的应防止金属的腐蚀外，保护金属资源的另一条有效途径是金属的回收利用。据估算，回收一个铝质饮料罐比制造一个新饮料罐要便宜20%，而且还可节约金属资源和95%的能源。目前，世界上已有50%以上的铁和90%以上的金得到了回收利用。 金属资源的保护 16 废旧金属的回收利用还可以减少对环境的污染。例如，废旧电池中含有铅、镍、镉、汞等，如果将废旧电池随意丢弃，这些金属渗出会造成地下水和土壤的污染，威胁人类健康。将这些金属回收利用，不仅可以节约金属资源，而且可以减少对环境的污染，这是一举两得的好事。如在目前铅