8.3 金属资源的利用和保护-【七彩课堂】2024-2025学年新教材九年级化学下册同步课件（人教版2024）

铁生锈的条件。在第一只放有铁钉的试管中加入一半蒸馏水，使铁钉与空气和水接触。在第二支试管中加入蒸馏水加热。煮沸后，立即将用砂纸打磨过的铁钉浸没在沸水中。然后在水面上注入一层植物油，使铁钉只与水接触。在第三支干燥的空试管中，也放入一根用砂纸打磨过的铁钉。并用橡皮塞塞紧试管口，将三支试管放在试管架上。几天以后可以明显看出，第一支试管中的铁钉与水接触处绣的很厉害，而第二支试管中虽有水而没有空气，基本上没有生锈。第三支试管虽有空气而没有水，也没有生锈。这个实验说明铁在潮湿的空气中能跟氧气等发生反应，生成铁锈。 就是在铁制品表面覆盖一层保护膜，使铁制品表面和空气、水隔开。在钢铁表面涂油是最简易可行的方法。在钢铁表面刷油漆也可以防锈，刷油漆之前要除去钢铁表面的铁锈，为了确保防锈效果，一般要刷两遍到三遍。电镀是让铁制品表面镀覆上一层锌、铬等其他金属，这些金属在铁制品表面会形成一层致密的氧化膜，从而防止了铁制品生锈。化学表面处理也是防锈的重要方法之一。烤蓝是用强氧化剂使钢铁表面形成致密氧化膜，保护了钢铁。 人教版 化学 九年级 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 第一课时 第一课时 第二课时 2 第一课时 铁的冶炼 8.3 金属资源的利用和保护/ 人类生活离不开金属 导入新知 8.3 金属资源的利用和保护/ 金属有广泛的用途，我们可以从自然界中直接获取金属单质吗？ 社会的进步与发展也需要大量的金属 导入新知 8.3 金属资源的利用和保护/ 1. 知道一些常见的金属矿物，知道从铁矿石中将铁还原出来的方法。 2.通过对铁的冶炼学习，初步学会比较、分析等信息加工方法。 3.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。 素养目标 8.3 金属资源的利用和保护/ 除少数不活泼的金属如金、银等有单质形式存在外,其余大多数都以化合物形式存在(如各种铁矿石) 。 自然界以单质形式存在的金 自然界以单质形式存在的银 金属的存在形式 探究新知 8.3 金属资源的利用和保护/ 赤铁矿 （主要成分是Fe2O3) 磁铁矿 （主要成分是Fe3O4) 铝土矿 （主要成分是Al2O3) 铁矿石 矿石：能用来提炼金属的矿物。 探究新知 8.3 金属资源的利用和保护/ 赤铜矿 （主要成分是Cu2O) 金红石 软锰矿 （主要成分是TiO2) （主要成分是MnO2) 其他矿石 探究新知 8.3 金属资源的利用和保护/ 地壳中含量最多的金属元素是Al。 金属元素在地壳中含量 资料卡片 元素名称 质量分数% 元素名称 质量分数% 铝 7.73 镁 2.00 铁 4.75 锌 0.008 钙 3.45 铜 0.007 钠 2. 74 银 0.00001 钾 2.47 金 0.0000005 探究新知 8.3 金属资源的利用和保护/ 我国矿物储量丰富，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，人类每年要提炼数以亿吨计的金属，用于工农业生产和其他领域。其中，提取量最大的是铁。 资料卡片 探究新知 8.3 金属资源的利用和保护/ 古代冶铁图 铁的冶炼 知识点 1 探究新知 8.3 金属资源的利用和保护/ 为纪念1996年中国钢产量突破1亿吨而发行的邮票 上海宝山钢铁公司炼铁高炉 探究新知 8.3 金属资源的利用和保护/ 观看工业炼铁的视频，思考以下问题： 工业炼铁的原料、设备 和产品分别是什么？ 2. 各原料分别起什么作用？ 3. 主要反应有哪些？ 工业炼铁 点击图片播放 视频 探究新知 8.3 金属资源的利用和保护/ 1.原料：铁矿石、焦炭、石灰石、空气；设备：高炉； 产物：生铁、CO2、炉渣。 2. 原料作用：焦炭提供热量，提供还原剂。 3.反应原理： C＋O2 CO2 CO2＋C 2CO Fe2O3＋3CO 2Fe＋3CO2 CaCO3 CaO＋CO2 ↑ 高温 ==== 高温 ==== 高温 ==== 高温 ==== 高温 ==== 探究新知 8.3 金属资源的利用和保护/ 含杂质物质的化学方程式的计算 在实际生产中，所用的原料或产物一般含有杂质。 而在计算用料和产量时，只有纯净物才能代入化学方程式进行计算。 在计算用料和产量时必须考虑杂质问题。 探究新知 8.3 金属资源的利用和保护/ 例题：用1 000t含氧化铁80%的赤铁矿石，理论上可以炼出含铁96%的生铁的质量是多少吨？ 分析：代入化学方程式计算的数据应是纯净物的质量： 赤铁矿石 氧化铁 铁 生铁 方法1：根据化学式： 1 000t×80%×70%÷96% = 583 t （铁元素质量守恒） 方法2：根据化学方程式计算： 探究新知 8.3 金属资源的利用和保护/ Fe2O3+3CO === 2Fe + 3CO2 高温 解：1 000t赤铁矿石中含氧化铁的质量为1 000t ×80%＝800t。 设800t氧化铁理论上可以炼出铁的质量为x。 160 112 800t x 160 800t = 112 x x＝560t 折合含铁96%的生铁的质量为560t÷ 96%＝583t（纯化杂 ） 答： 1 000t含氧化铁(Fe2O3) 80%的赤铁矿石，理论上可炼出含铁96%的生铁的质量为583t。 探究新知 8.3 金属资源的利用和保护/ 解：1 000t赤铁矿石中含氧化铁的质量为1 000t ×80%＝800t。 答： 1 000t含氧化铁(Fe2O3) 80%的赤铁矿石，理论上可炼出含铁96%的生铁的质量为583t。 或设800t氧化铁理论上可以炼含铁96%的生铁的质量为x。 Fe2O3+3CO === 2Fe + 3CO2 高温 160 112 800t x×96% 160 :112＝800t :x×96% x＝583t　　 （杂化纯） 探究新知 8.3 金属资源的利用和保护/ 金属的冶炼 C 连接中考 素养考点 1 例 （梧州中考）我国古代制取黄铜的原理是：C+ZnCO3+ Cu2O 2CO2↑+2Cu+Zn。下列说法正确的是（　　） A．黄铜的硬度比纯铜小 B．反应中Cu2O发生氧化反应 C．气体产物中可能含有CO D．黄铜是锌、铜组成的复合材料 巩固练习 8.3 金属资源的利用和保护/ 基础巩固题 1.下列主要成分是Fe2O3的铁矿石是（　　） A．赤铁矿 B．磁铁矿 C．菱铁矿 D．黄铁矿 A 课堂检测 8.3 金属资源的利用和保护/ 2. 某同学用如图所示的装置进行CO与Fe2O3的反应。下列说法错误的是（ ） A. 该实验装置应增加尾气处理装置 B. 加热前应先通入一段时间的CO以排尽装置内的空气 C. NaOH溶液应改为Ca(OH)2溶液以检验产生的CO2气体 D. 反应后的固体是Fe和Fe2O3的混合物,可以采用加入盐酸并 过滤的方法得到Fe 基础巩固题 D 课堂检测 8.3 金属资源的利用和保护/ 3. 用“W”型管进行微型实验，如图所示，下列说法错误的是（ ） A. a处红棕色粉末变为黑色 B. a 处实验结束时先停止通入CO，后停止加热 C. b处澄清石灰水变浑浊证明有二氧化碳生成 D. 可利用点燃的方法进行尾气处理 B 基 础 巩 固 题 课堂检测 8.3 金属资源的利用和保护/ 1.钛和钛合金具有可塑性好、耐腐蚀等优良性能。某化工企业工业炼钛生产流程示意图如图，下列说法中正确的是（　　） A．Ti元素化合价没有 发生改变 B．反应①中氯原子个 数增加了 C．反应③中的氩气作为保护气 D．反应②中要使原料全部转化为甲醇，理论上CO和H2投料的质量比为14:1 C 能力提升题 课堂检测 8.3 金属资源的利用和保护/ 2.小明的笔记中有一处不符合题意，你认为是图中的哪一处（ ） 　　 A. a处　 B. b处　 C. c处 　 D. d处 B 能力提升题 课堂检测 8.3 金属资源的利用和保护/ （1）实验前要先通入一氧化碳，然后再加热； 实验过程中观察到硬质玻璃管内的红色物质 逐渐变为______色，写出反应的化学方程式 。 （2）实验过程中必须对尾气进行处理，利用支架调节酒精灯的高度，用酒精灯火焰的_________点燃。 （3）通过上述实验探究，同学们总结一氧化碳的化学性质有_____________________。 3．兴趣小组的同学利用下图装置探究工业炼铁的化学原理。 能力提升题 黑 3CO+Fe2O3 2Fe + 3CO2 外焰 还原性、可燃性 课堂检测 8.3 金属资源的利用和保护/ 金属资源存在形式 铁的冶炼 含杂质物质的计算 单质、化合物 实验室模拟炼铁 工业炼铁 实验装置 实验原理 实验步骤 实验现象 原理 设备 相关反应 3CO+Fe2O3 2Fe + 3CO2 一氧化碳从铁的氧化物中还原出铁 高炉 课堂小结 8.3 金属资源的利用和保护/ 第二课时 保护金属资源 8.3 金属资源的利用和保护/ 金属腐蚀在生活中非常普遍 导入新知 8.3 金属资源的利用和保护/ 29 1. 了解金属腐蚀的条件以及防止金属腐蚀的简单方法。 2.知道废旧金属对环境的污染，认识回收利用废旧金属等金属资源保护的重要性。 3.通过对钢铁腐蚀条件的探究，进一步加深对科学探究中各因素的理解，提高自己的科学素养。 素养目标 8.3 金属资源的利用和保护/ 金属的锈蚀与防护 知识点 2 人们采取了许多措施，但每年全世界因生锈而损失的钢铁约占世界年产量的四分之一！ 探究新知 8.3 金属资源的利用和保护/ 铁制品锈蚀的条件 水、空气 水+植物油 干燥的空气 【探究实验】 实验仪器： 铁钉、试管、蒸馏水、植物油、棉花和干燥剂氯化钙 实验方法： 控制变量法、对照法 点击图片播放 实验视频 探究新知 8.3 金属资源的利用和保护/ 半截浸没在水中的铁钉在水与空气的交界面最易生锈 浸没在水中的铁钉不生锈 在干燥空气中的铁钉不生锈 （ 有水和O2） 实验现象： （有O2无水） （有水无O2） 探究新知 8.3 金属资源的利用和保护/ 铁生锈的条件 铁必须同时与空气（氧气）、水（水蒸气）等接触。 铁锈的颜色：红色 铁锈的主要成分：Fe2O3·xH2O 归纳总结 探究新知 8.3 金属资源的利用和保护/ 防止铁生锈的方法——破坏铁生锈的条件即可 1.保持铁制品表面的洁净和干燥。 　　2.在铁制品表面涂油、刷漆、搪瓷、镀上耐腐蚀的金属、烤蓝（即表面生成致密的氧化膜保护层），使铁制品与空气隔绝。 　　3.制成耐腐蚀的合金，如不锈钢。 防止铁制品锈蚀的方法。 讨论 探究新知 8.3 金属资源的利用和保护/ ⑴三角架： ⑵钢线(辐条）： ⑷链条： 刷漆 镀一层耐腐蚀的金属 涂油等 平时要保持自行车的洁净与干燥（或涂油）！ ⑶钢圈： 自行车防锈措施有哪些。 讨论 探究新知 8.3 金属资源的利用和保护/ 金属资源保护 一方面，人类每年要从自然界获取大量的金属矿物资源以提炼金属;另一方面，世界上每年又有大量的金属设备和材料因腐蚀而报废。如何防止金属腐蚀已成为科学研究和技术域中的重大问题。 知识点3 探究新知 8.3 金属资源的利用和保护/ 【稀 土】 1. 什么是稀土资源，稀土资源可再生吗？ 储量较少的一类金属的统称，有“工业维生素”之称。 不可再生资源。 2. 稀土资源有什么用途？ 点击图片播放 视频 3. 阅读材料，讨论如何合理 利用和保护我国的稀土资源。 讨论 探究新知 8.3 金属资源的利用和保护/ 38 资料卡片 到目前为止，我国的稀土储量居世界第一位。但据估算，1970年，我国已探明的稀土储量约占世界总储量的75％左右；到2005年，这一比例下降到55％左右；近几年来，这一比例继续下降。 据估算，目前我国稀土生产量约占世界总产量的80％以上，居世界首位。按现在的生产量计算，我国的稀土储备仅能维持15～20年。 目前，我国的稀土年消费量居世界第一位。其中，应用在新材料领域的消费量已占总消费量的50％以上。 探究新知 8.3 金属资源的利用和保护/ 资料卡片 据估算，目前我国60％以上的稀土产品出口到国外。出于环境保护和资源储备等因素的考虑，有些发达国家封存本国的稀土矿而从我国进口稀土产品。 我国生产的主要是低端稀土产品，在高端产品方面远落后于发达国家。 我国在稀土开采与生产过程中存在着资源浪费、生态破坏和乱采滥挖等问题。 我国从1999年开始实行稀土出口配额管理；2011年，《国务院关于促进稀土行业持续健康发展的若干意见》发布。 探究新知 8.3 金属资源的利用和保护/ 1.防止金属腐蚀 保护金属资源 涂油 烤蓝 喷漆 合金 探究新知 8.3 金属资源的利用和保护/ 2. 废旧金属的回收与利用 探究新知 8.3 金属资源的利用和保护/ 3. 有计划、合理地开采矿物，严禁不顾国家利益的乱采矿 探究新知 8.3 金属资源的利用和保护/ 4.其他途径：寻找金属的代用品 塑料管道 高分子齿轮 探究新知 8.3 金属资源的利用和保护/ 金属的锈蚀与防护 连接中考 素养考点 2 例 （广东中考）探究铁生锈的条件，有利于寻找防止铁制品锈蚀的方法。下列对比实验设计与所探究的条件（蒸馏水经煮沸并迅速冷却），对应关系正确的是（　　） D A．甲和乙：水 B．乙和丙：空气 C．甲和丙：空气 D．甲和丁：水 巩固练习 8.3 金属资源的利用和保护/ 例（玉林中考）保护金属资源的有效途径，不包括下列的（ ） A. 合理开采矿物 B. 寻找金属替代品 C. 回收利用金属 D. 禁止使用铁制品 金属资源保护 D 连接中考 素养考点 3 巩固练习 8.3 金属资源的利用和保护/ 基础巩固题 1．下列四支试管中，铁钉锈蚀最快的是（ ） D 蒸馏水 蒸馏水 蒸馏水 食盐水 课堂检测 8.3 金属资源的利用和保护/ 2．下列与金属材料有关的说法中，正确的是（　　） A．黄铜片比铜片硬度小 B．钢的性能优良，是很纯的铁 C．沙漠地区的铁制品锈蚀较快 D．为防止钢铁制品生锈，可在其表面刷漆 D 基础巩固题 课堂检测 8.3 金属资源的利用和保护/ 3．金属、金属材料的性质在很大程度上决定了它们的用途。下列相关说法中不正确的是 （ ） A. 不锈钢抗腐蚀性好，常用于制造医疗器械 B. 铁具有良好的导热性，可以用于制造炊具 C. 铝合金轻而坚韧，可作汽车、飞机和火箭的材料 D. 锈蚀后的铁制品没有回收价值 D 基础巩固题 课堂检测 8.3 金属资源的利用和保护/ 4.“中国制造”“一带一路”的基础建设都需要用到大量钢铁，下列有关钢铁的说法正确的是（　　） A．钢是纯净物，生铁是混合物 B．钢铁在潮湿的空气中容易生锈 C．生铁的熔点应比纯铁高 D．生锈的钢铁制品没有回收价值 B 基础巩固题 课堂检测 8.3 金属资源的利用和保护/ ①一段时间后，铁丝会由下向上出现锈蚀现象 ②一段时间后，水面处铁丝锈蚀严重 ③一段时间后，塑料瓶会变膨胀，因为铁 生锈要放热 ④一段时间后，塑料瓶会变瘪，因为铁生锈与空气有关 A．①② B．②④ C．②③ D．③④ 1．如图是某化学兴趣小组设计的观察铁制品锈蚀的实验装置。下列相关叙述中正确的是（ ） B 能力提升题 课堂检测 8.3 金属资源的利用和保护/ 2．兰州中山铁桥，位于城北白塔山下，历尽沧桑，百年不倒，多次参与维修大桥的工程师感叹道：“起初我们以为一百多年了，铆合处多少会有些锈蚀，可当我们将铆件启开后发现，里面完全是簇新的。当时使用炭火和锤具等简单工具，能达到如此工艺令人匪夷所思。” 请同学们结合自己所学的知识回答下列问题。 能力提升题 课堂检测 8.3 金属资源的利用和保护/ （1）中山铁桥铆合处簇新如初，说明百年来没有水和　 　进入其中而造成锈蚀。 （2）我国生产和使用铁器历史悠久，请写出一氧化碳与氧化铁反应的化学方程式　 　 。 （3）全世界每年因生锈损失的钢铁，约占世界年产量的四分之一，请你写出一种防止铁制品锈蚀的方法 。 氧气 3CO+Fe2O3 2Fe + 3CO2 涂油（或刷漆） 能力提升题 课堂检测 8.3 金属资源的利用和保护/ 金属的腐蚀和防护 保护金属资源 保护金属资源 铁生锈条件 保护措施 防止金属的腐蚀 废旧金属的回收与利用 有计划、合理地开采矿物 铁与氧气、水接触 保持表面干燥、覆盖保护层、制成合金等 寻找金属的代用品 课堂小结 8.3 金属资源的利用和保护/ 作业 内容 教材作业 完成课后“练习与应用”题目 自主安排 配套练习册练习题 课后作业 8.3 金属资源的利用和保护/ 伴你成长 $$一氧化碳还原氧化铁。这是一套用一氧化碳还原氧化铁的实验装置，硬质玻璃管中部装有少量红色氧化铁粉末。锥形瓶中装有澄清的石灰水。装置末端用酒精灯点燃多余的一氧化碳。经检查气密性良好后，先通入一氧化碳排去装置中的空气，这时锥形瓶中的石灰水不变浑浊，然后点燃酒精喷灯，加热玻璃管中的红色氧化铁粉末。片刻后观察到玻璃管中的红色氧化铁被一氧化碳还原成黑色的铁，同时生成的二氧化碳使澄清的石灰水变浑浊。待一氧化碳还原氧化铁的反应结束后先撤去酒精喷灯，继续通入一氧化碳。待硬质玻璃管中的反应混合物冷却后停止实验，观察到原来红色的氧化铁粉末已经被完全还原成黑色的铁了。 从自然界开采出来冶炼生铁的铁矿石，含有大量的杂质，需要经过选矿、洗矿等处理过程，除去杂质后才能送入高炉炼铁。焦炭，为炼铁提供热能的还原剂。石灰石的作用是与矿石中主要成分为二氧化硅的脉石石反应生成为炸。炼铁的主要原理是在高温条件下，用还原剂一氧化碳从铁的氧化物中将铁还原出来。炼铁的主要设备是高炉。我们通过观察生产流程的示意图，来了解冶炼生铁的主要过程。被热风炉加热过的大量富氧空气从进风口吹入高炉，是焦炭燃烧生成制热的二氧化碳。二氧化碳在与上层的炽热的焦炭反应被还原成一氧化碳，一氧化碳与炉顶加入并逐步下降的铁矿石接触，在炉中发生反应，其中铁的氧化物逐步被还原成在炉内高温下呈液态的铁，俗称铁水，并下渗到炉的底部。同时，杂质二氧化硅与石灰石反应生成浮于铁水之上的硅酸钙等，他们作为炉渣而被排除。由出铁口流出的铁水沿铁沟流进成铁水的罐车送往炼钢厂或流入炉前的住床成锭后外运。出渣和出铁时，高炉的其他冶炼过程仍在继续进行，所以高炉炼铁从整体上看是一个连续的生产过程。 用途，稀土铈化学元素周期表中镧、铈、镨、钕、乙等17种金属元素的总称。它们具有丰富多彩的光电磁等物理特性和化学活性，在工业上，尤其是在高科技领域用途极为广泛。而且微量稀土能增强植物和动物的生命活力，在农林牧业上可以用作植物生长调节剂，在养殖业方面可以用作饲料添加剂，可采用稀土无机盐或稀土有机络合物。