第八单元 金属和金属材料8.3 金属资源的利用和保护-2023-2024学年人教版九年级化学下册教材解读名师点拨

第八单元 金属和金属材料 8.3 金属资源的利用和保护 课标导航 1.知道一些常见金属如铁、铝、铜等的矿石 2.会根据化学方程式对含有某些杂质的反应物或生成物进行有关计算 3.了解金属锈蚀条件以及防止金属锈蚀的方法 4.掌握工业冶炼生铁的原理 知识点拨 点拨1 金属材料 1.金属材料：金属材料包括纯金属以及它们的合金。 2.金属共同的物理性质 （1）常温下一般为固态（汞为液态），有金属光泽。 （2）大多数呈银白色（铜为紫红色，金为黄色，铁粉为黑色）。 （3）有良好的导热性、导电性、延展性。 3.合金 （1）概念：由金属与金属（或金属与非金属）加热熔合而成的具有金属特性的材料。合金是混合物，形成过程是物理变化；合金中至少含有一种金属元素，合金中各成分都是以单质的形式存在。 （2）合金的特性：合金具有比组成它的金属硬度大、熔点低、抗腐蚀性能更好等优良特性。因此，日常使用的金属材料，大多为合金。比较硬度的方法：互相刻画，看是否有印痕。 （3）常见合金： ①铁合金：生铁和钢。生铁的含碳量为2%~4.3%，钢的含碳量为0.03%~2%。 ②钛和钛合金：熔点高、密度小、抗腐蚀性能好；钛合金与人体有很好的“相容性”，因此可用来制造人造骨等。 点拨2 铁的冶炼 1.一氧化碳还原氧化铁（实验室模拟炼铁） （1）现象：红色粉末变成黑色，澄清的石灰水变浑浊。 （2）化学方程式：3CO + Fe2O3高温2Fe + 3CO2 （3）注意： ①实验开始时，应先通一氧化碳再加热，目的是赶尽玻璃管内的空气，防止加热爆炸 。 ②实验结束后，先停止加热，通CO至玻璃管冷却，防止生成的热的铁被空气氧化。 ③尾气处理的方法：点燃或收集，防止CO污染空气。 2.铁的冶炼（工业炼铁） （1）原理：3CO + Fe2O3高温2Fe + 3CO2（赤铁矿为原料）；4CO + Fe3O4高温3Fe + 4CO2（磁铁矿为原料）。 （2）原料：铁矿石、焦炭、石灰石、热空气。 ①铁矿石：提供铁元素；②焦炭：燃烧放热提高炉温，与CO2反应生成还原剂CO；③石灰石：将矿石中的二氧化硅转变为炉渣。 （3）设备：高炉。由下而上的三个反应：C + O2高温CO2； CO2 + C高温2CO；3CO + Fe2O3高温2Fe + 3CO2 （4）产品：生铁。 点拨3 金属资源的保护 1．铁生锈的条件：铁与氧气、水同时接触（铁锈的主要成分：Fe2O3·xH2O） 2．防止铁制品生锈的措施 （1）保持铁制品表面的清洁、干燥。 （2）在表面形成保护膜：涂油、刷漆、电镀（镀其他金属）、通过化学反应形成氧化物保护膜（如枪套上的四氧化三铁、锯条上的烤蓝）、搪瓷、覆盖塑料层等。 （3）改变内部结构：如制成不锈钢。 3．保护金属资源的途径： （1）防止金属腐蚀；（2）回收利用废旧金属；（3）合理开采矿物；（4）寻找金属的代用品。 圈住考点 一、金属元素的存在： 1. 金属在地壳中的含量：金属在地壳中含量的顺序是：铝、铁、钙、钠、钾、镁、锌、铜、银、金。 2. 金属在自然界的存在： 除少数很不活泼金属如金、银等以单质形式存在外，其余都以化合物的形式存在。 3. 常见的金属矿石： 金属矿石名称 赤铁矿 磁铁矿 菱铁矿 铝土矿 黄铜矿 辉铜矿 主要成分 Fe2O3 Fe3O4 FeCO3 Al2O3 CuFeS2 Cu2S 二、铁的冶炼： 1.实验室：一氧化碳还原氧化铁 实验现象： A处 B处 C处 实验现象 红棕色粉末逐渐变成黑色 澄清石灰水变浑浊 产生蓝色火焰 化学方程式 Fe2O3+3CO2Fe+3CO2 Ca(OH)2 +CO2 = CaCO3↓ + H2O 2CO + O22CO2 实验注意事项： （1）先通入CO一会儿，再给氧化铁加热；原因:排尽装置中的空气，防止加热CO与空气的混合气体发生爆炸。 （2）停止加热，继续通人CO至玻璃管冷却；原因:防止生成的热的铁被空气再次氧化。 （为减少CO的使用量，熄灭酒精喷灯后，可用弹簧夹将硬质玻璃管两侧的导管关闭，使铁在密闭装置中冷却） （3）尾气处理:①点燃，使CO变成无毒的CO2；②在导管末端系一个气球或用排水法将尾气收集起来。 （4）酒精喷灯的作用是提供高温（如果用酒精灯，则加金属网罩，金属网罩可以集中火焰，提高温度） （5）澄清石灰水的作用：检验生成的二氧化碳。 3.装置改进 优点：节约药品 优点：双管集气瓶既可以检验并吸收二氧化碳，还能收集多余的一氧化碳 优点：节约能源，减少空气污染 4.工业上炼铁 设备：高炉 （1）炼铁的原料：铁矿石、 焦炭、石灰石、空气 （2）反应原理：Fe2O3+3CO2Fe+3CO2 （3）焦炭的作用： ①提供热量（ C+O2CO2）；