第八单元课题3 金属资源的利用和保护课件-2025-2026学年九年级化学人教版下册

该初中化学课件围绕金属资源的利用与保护，系统涵盖金属矿物存在形式、工业炼铁原理、含杂质计算及铁生锈条件与防护，以2024年巴黎奥运会奖牌情境导入，从金属单质与化合物存在形式过渡到炼铁工艺，再延伸至资源保护，构建连贯知识支架。 其亮点在于融合情境问题（如埃菲尔铁塔防锈）、实验探究（铁生锈条件设计实验）及古代技术（《天工开物》炼铁记载），体现科学探究与实践、科学态度与责任。通过视频观察、变式训练等方法，助学生形成物质转化观念与证据推理能力，教师可借真实案例提升教学互动性与知识应用实效。

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) 宜宾三中（三江校区）化学组 2024年巴黎奥运会，中国获得40枚金牌，27枚银牌，24枚铜牌，共91个奖牌，世界排名第二。 一. 金属矿物 1. 金属的存在形式 （1） 少数很不活泼的金属以单质形式存在，如金、银等。 （2）绝大多数金属以化合物形式存在，如Fe2O3、Al2O3等。 自然存在的黄金 自然存在的银 2. 常见的金属矿石及主要成分 赤铁矿（主要成分Fe2O3 ） 磁铁矿（主要成分Fe3O4） 铝土矿（主要成分Al2O3） 赤铜矿（主要成分Cu2O） 金红石（主要成分TiO2） 软锰矿（主要成分MnO2） 红棕色 黑色 我国是世界上为数不多的已知金属矿物种类比较齐全的国家之一，矿物储量也很丰富，其中钨、钼、钛、锡、锑等储量居世界前列。 镓矿 钨矿 钼矿 一. 金属矿物 【思考】作为提取量最大的金属铁，我们是如何将铁从铁矿石中提取出来的呢？ 含铁量46.7% 黄铁矿 主要成分 FeS2 含铁量70% 赤铁矿 主要成分 Fe2O3 含铁量72.4% 磁铁矿 主要成分 Fe3O4 含铁量48.3% 菱铁矿 主要成分 FeCO3 依据1：含铁量 依据2：产物是否环保 《天工开物》我国古代炼铁示意图 “凡铁一炉载土二千余斤，或用硬木柴，或用煤炭，或用木炭”（“土”为铁矿石） 原料： 原理： 铁矿石、硬木柴或煤炭或木炭 3CO+Fe2O3 2Fe+3CO2 高温 二. 工业炼铁 二. 工业炼铁 炼铁高炉 观看工业炼铁流程，思考： 1. 工业炼铁的原理？设备？ 2. 工业炼铁的原料？ 3. 焦炭的作用？ 4. 石灰石的作用？ 5. 最终得到的是纯净物还是混合物？ 3CO+Fe2O3 2Fe+3CO2 高温 C+O2 CO2 高温 CaCO3+SiO2 CaSiO3 + CO2↑ 高温 CO2+C 2CO 高温 原料：铁矿石、焦炭、石灰石、富氧空气 石灰石：将矿石中的二氧化硅转变为炉渣 焦炭作用：提供热源， 制还原剂CO 二. 工业炼铁 生铁（混合物） 1.炼铁高炉及炉内主要化学反应 m（纯净物）= m（不纯物）× 纯度 纯净物、不纯物质、纯度之间的关系： 在实际生产时，所用的原料或产物一般都含有杂质，在计算用料时和产量时，应考虑到杂质问题。 列比例式时，一定要用纯量。 m（不纯物）= m（纯净物）÷ 纯度 2.涉及杂质问题的计算 2.涉及杂质问题的计算 【例题】用1000t含氧化铁80%赤铁矿可以炼出含铁96%生铁质量是 多少？(已知：Fe－56 O－16) Fe 杂质 Fe2O3 杂质 已知：氧化铁质量=1000t×80％ = 800t 解：设可炼出铁的质量为x。 答：可炼出生铁的质量为583.3t。 x = 560t 则生铁的质量为： 560t ÷ 96% = 583.3t　　 1×160 2×56 1×160 800t 2×56 x = Fe2O3 + 3CO 2Fe + 3CO2 高温 x 800t 注意：代入方程式计算的数据必须是纯净物的质量。 【变式训练】某炼钢厂日产含杂质4%的生铁3500t，试计算： （1）该3000t生铁中含纯铁多少吨？ （2）该炼钢厂每天需含Fe2O3质量分数为85%的赤铁矿石多少吨？（计算结果保留整数） x = 6000t （2）设需含Fe2O3质量分数为80%的赤铁矿石的质量为x。 解：（1）生铁中含纯铁：3500t×(1－4%)=3360t 160 x · 80% = 112 3360t 答：该炼钢厂每天需含Fe2O3质量分数为80%的赤铁矿石为6000t。 Fe2O3 + 3CO 2Fe + 3CO2 112 x · 80% 3360t 高温 金属资源的利用和保护 金属矿物 铁的冶炼 CO还原氧化铁 工业炼铁 Fe2O3 + 3CO 2Fe + 3CO2 含杂质物质的相关计算 将含杂质物质的质量转化为纯净物的质量代入计算 高温 原理：在高温下，利用高炉内反应生成的CO将铁从铁矿石中还原出来 赤铁矿（主要成分Fe2O3） 磁铁矿（主要成分Fe3O4） 知识巩固 1．《天工开物》对钢铁冶炼过程有如下记载。下列说法正确的是( ) B．“淘洗铁砂”：铁矿石（主要成分为Fe2O3）能溶于水 C．“生熟炼铁”：冶炼铁过程中发生了化学变化 D．“锤锻成钢”：生铁高温锻打成钢，碳元素含量升高 C A．“垦土拾锭”：铁元素是地壳中含量最高的金属元素 知识巩固 2. 小明笔记中有一处错误，你认为是图中的哪一处（ ） A.a处　 B.b处　 C.c处　 D.d处 B 3．联合钢铁工业的基本生产流程示意图如下： 请回答下列问题： （1）写出设备A的名称： 。 高炉 （2）写出以赤铁矿为原料在高温下与一氧化碳反应制取铁的化学方程式： 。 （3）炼铁时焦炭的作用是：①产生热量（或“提高炉温”）；② 。 （4）应用化学原理分析，工业炼钢时用纯氧而不用空气的原因是： 。 （5）在古代，人们把在高温下烧红的铁反复锤钉，最终使生铁转化为钢，这也是所谓“百炼成钢”的来历。写出上述转变过程中最关键一步反应的化学方程式： 。 促使反应更加剧烈，并获得更多的热量 产生一氧化碳 C＋O2 CO2 高温 3CO+Fe2O3 2Fe+3CO2 高温 第八单元 金属和金属材料 课题3 金属资源的利用和保护(2) 宜宾三中（三江校区）化学组 思考：如何防止埃菲尔铁塔继续生锈？ 三、金属资源保护 19 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% 1. 金属的腐蚀 三、金属资源保护 提出问题：铁生锈需要哪些条件呢？ 锈迹斑斑的埃菲尔铁塔 【提出问题】铁生锈需要哪些条件呢？ 铁：Fe 铁锈主要成分Fe2O3·xH2O 增加了H、O 与H2O、O2有关？ 【形成假设】 2. 铁生锈的条件 三、金属资源保护 【设计实验】 棉花和氯化钙(干燥剂) 经煮沸迅速冷却的蒸馏水 植物油 干燥的空气 隔绝氧气 除去水中 溶解的氧气 吸收水分 ① ② ③ 思考：各物质的作用分别是什么？ 铁钉与空气、水接触 铁钉与水接触 铁钉与空气接触 【实施实验】：观看实验视频，观察并分析实验现象 【记录现象】 A B C   现象 分析 结论 试管A 铁与水、氧气同时接触 铁生锈是铁与空气中的_______________发生化学反应 试管B 铁只与水接触 试管C 铁只与氧气接触 氧气、水蒸气 铁钉生锈 铁钉无明显变化 铁钉无明显变化 思考：铝与氧气反应生成的氧化铝能起到保护里层铝的作用。铁锈是否也能保护里层的铁呢？ 氧化铝(Al2O3) 致密紧实 阻止里层的铝进一步氧化 铁锈(Fe2O3·xH2O) 红棕色 疏松多孔的结构 不能，铁锈疏松多孔、易吸水，能让空气中的氧气和水分穿过它的空隙，不断向内层渗透，持续跟铁反应，直至铁被完全锈蚀。因此铁锈如不除去，会加速里层铁的生锈。 【铁生锈原理的应用】 ②利用铁生锈吸收氧气和水蒸气制成铁粉双吸剂，即食品中的防腐剂和干燥剂。 ①利用铁粉缓慢氧化放热制成防寒暖贴。 【思考1】根据铁生锈的条件，该如何防止铁制品锈蚀呢？ 破坏铁制品锈蚀的条件 B 隔绝氧气 C 隔绝水 同时隔绝 氧气和水 3.防止铁制品生锈的具体方法 （1）保持铁制品表面干燥和洁净 三、金属资源保护 （2）在铁制品表面涂一层保护膜 涂油、喷油漆、电镀、烤蓝、搪瓷等 （3）制成合金，提高抗腐蚀性能 思考与讨论：自行车的构件如支架、链条、钢圈等，分别采取了哪些防锈措施？ 胶套、镀铬 车龙头 车架 烤漆 辐条 制成不锈钢或镀锌 车链及齿轮 涂油 金属矿物的储量有限，而且不能再生。怎样保护金属资源呢？ 三、金属资源保护 交流讨论：如何保护金属资源？ 1.防止金属锈蚀 2.回收利用废旧金属 三、金属资源保护 3.有计划、合理地开采矿物 4.积极寻找金属的代用品 塑料制零件 三、金属资源保护 节约金属资源 减少环境污染 【思考】回收利用废旧金属由什么意义呢？ 稀土资源的利用和保护 稀土元素——工业维生素 储量较少的一类金属元素的统称 用途：新能源、新材料、航空航天、电子信息…… 我国的稀土储量居世界第一位，稀土的年生产量和年消费量也都居世界前列 稀土资源是不可再生的，过度开采会面临枯竭 徐光宪 （1920-2015） 2008年度国家最高科学技术奖获得者 提出稀土分离技术、使我国能够自主分离稀土产品，打破了发达国家在国际稀土市场的垄断地位。 防止铁生锈的方法 铁与氧气、水同时接触 铁生锈的条件 金属资源保护 保护金属资源 破坏 保持洁净、干燥；涂保护膜；制成合金等 防止锈蚀；回收利用；合理开采；寻找代用品 1.下图是探究铁钉锈蚀条件的4个实验，一段时间后观察现象。下列说法错误的是（ ） A.①②对比说明铁生锈需要空气，①③对比说明铁生锈需要水 B .③中附着在棉花上的干燥剂的作用是使试管里没有水分 C .①中甲、乙、两三处比较，生锈最明显的地方是甲 D .四个实验中，生锈最快的是④中的铁钉 C 2. 下列有关生活经验的说法错误的是（ ） A．螺丝上涂油可防止生锈 B．菜刀使用完后，用水洗净，并擦干可防止生锈 C．经常用钢丝球洗刷铝锅可延长使用寿命 D．回收废旧电池中的汞可减少对环境的污染 C $