8.3金属资源的利用和保护-2023-2024学年九年级化学人教版下册

课题3 金属资源的利用和保护 人类生活离不开金属 金属元素在地壳中的含量 元素名称 质量分数/% 元素名称 质量分数/% 铝（Al） 7.73 镁（Mg） 2.00 铁（Fe） 4.75 锌（Zn） 0.008 钙（Ca） 3.45 铜（Cu） 0.007 钠（Na） 2.74 银（Ag） 0.00001 钾（K ） 2.47 金（Au） 0.0000005 资料 赤铁矿 黄铁矿FeS2 菱铁矿FeCO3 铝士矿 黄铜矿 辉铜矿 Fe2O3 矿石:工业上把能用来提炼金属的矿物叫矿石。 孔雀石 Cu2(OH)2CO3 赤铜矿 Cu2O 磁铁矿（主要成分Fe3O4） 5 金属元素在自然界中的存在 金属元素在自然界中分布很广，极少数不活泼的金属（如金、银等）有单质形式存在； 现象：红色粉末变成黑色，澄清的石灰水变浑浊。 点燃尾气有蓝色火焰 一氧化碳还原氧化铁 实验室 相关的化学方程式： Fe2O3 + 3CO 2Fe + 3CO2 CO2 + Ca(OH)2 CaCO3 ↓+ H2O 2CO + O2 2CO2 点燃 高温 用酒精灯点燃尾气的 作用是 防止一氧化碳污染空气 一.铁的冶炼 1、原料： 黄铁矿 FeS2 赤铁矿 Fe2O3 菱铁矿 FeCO3 磁铁矿 Fe3O4 2、原理： 在高温下，利用焦炭与氧气反应生成的一氧化碳把铁从铁矿石中还原出来 Fe2O3+3CO 2Fe+3CO2 高温 石灰石、铁矿石 焦炭、空气 3、设备：高炉 化学方程式： 70% 48.27% 46.67% 72.41% 含铁量 一.铁的冶炼 工业上 高炉是个竖直的圆筒形炉子，炉壳用钢板制成，内部用耐火砖作衬里。炼铁的主要原料是铁矿石、焦炭、石灰石和空气。 高温下，用还原剂（主要是一氧化碳）从铁矿石里把铁还原出来 工业上 有关杂质问题的计算 例: 1000t含氧化铁80%的赤铁矿石，理论上可炼出含铁96%的生铁的质量是多少？ 解：氧化铁的质量： 1000t× 80% =800t 设：理论上可炼出铁的质量为X Fe2O3+3CO ==== 2Fe+3CO2 160 2X56 800 t X 800t x=560t 2×56 x 高温 = 折合为含铁96%的生铁的质量为560t÷96%=583t 答：1000t可炼出生铁为583t。 练习：要炼出含杂质3%的生铁2000吨，需要含四氧化三铁质量分数为90%的磁铁矿石多少？ 解：铁的质量： 2000t×(1-3%) =1940t 设：可炼出四氧化三铁的质量为X Fe3O4+4CO ==== 3Fe+4CO2 232 168 X 1940t 高温 232 x x=2679t 168 1940t = 折合为磁铁矿石的质量为2679t÷90%=2977t 答：磁铁矿石的质量为2977t。 议一议 金属资源短缺对人类社会发展意味着什么？ 据有关资料报道，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%。 二、金属资源保护 1、金属的腐蚀和防护 （1）铁制品锈蚀条件的探究 现有洁净无锈的铁钉、试管、经煮沸迅速冷却的蒸馏水、植物油、棉花和干燥剂氯化钙。试设计实验以证明铁制品锈蚀的条件。 铁生锈条件的探究 Ⅰ Ⅱ Ⅲ 一、在试管1中加入少量的蒸馏水，使铁钉的一半浸没在水中 二、在试管2中注入冷却的沸水，使其侵没铁钉，上面加上植物油并塞紧橡皮塞 三、在试管3中加入少量干燥剂（生石灰或无水氯化钙） 再放一团干棉球，把铁钉放在干棉球上，塞紧橡皮塞 一周后 铁钉浸没一半在水中： 铁在空气、水的界面处生锈 铁钉完全浸没在水中（上面还加植物油）： 铁未生锈 铁钉放在干燥的空气中（加干燥剂等）： 铁未生锈 全浸在水中 一半在水中 干燥空气中 铁生锈条件的探究 现象 分析 结论 试管Ⅰ 试管Ⅱ 　 试管Ⅲ 生锈 不生锈 不生锈 铁既与水接触，又与氧气接触 铁只与水接触 铁只与氧气接触 在水、氧气同时存在的环境中铁能生锈。（缓慢氧化，放热） 铁 在空气中锈蚀，实际上是铁