8.3 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

课题3 金属资源的利用和保护 第八单元 金属和金属材料 【导入新课】 认识常见的金属矿物及其分布和存在形式 01 理解铁的冶炼的原理和方法及相关计算 02 【学习目标】 认识金属锈蚀的原因及其防护方法及原理 03 一、金属矿物 1. 金属资源的分布和存在形式 地球上的金属资源广泛地存在于 和 中，除少数很不活泼的金属如 、 等有 形式存在外，其余都以_______的形式存在。 地壳 海洋 金 银 单质 化合物 自然界以单质形式存在的金、银 一、金属矿物 2. 常见的矿石 ①常见的铁矿石 赤铁矿（主要成分为________，_____色） Fe2O3 红 磁铁矿（主要成分为_______，____色） Fe3O4 黑 Fe3O4有磁性 一、金属矿物 2. 常见的矿石 ②其他矿石（了解） 铝土矿（主要成分为Al2O3） 赤铜矿（主要成分为Cu2O） 金红石（主要成分为TiO2） 软锰矿（主要成分为MnO2） 二、铁的冶炼 1. 原理 《天工开物》记载的我国古代炼铁示意图 3CO + Fe2O3 = 2Fe + 3CO2 高温 CO→CO2 得氧，发生氧化反应； Fe2O3→Fe 失氧，发生还原反应。 2. 设备和原料 设备：__________ 赤铁矿：______________ 焦炭：________________ 石灰石：______________ 原料 高炉 提供铁元素 ①提供高温；②产生CO 制造炉渣 3CO + Fe2O3 = 2Fe + 3CO2 高温 高温 C + O2 = CO2 高温 C + CO2 = 2CO 含有SiO2等杂质 炉渣 出渣口 生铁 生铁口 工业炼铁所得的产物中含有杂质碳，为生铁。 高炉气体 二、铁的冶炼 二、铁的冶炼 3. 实验室炼铁 3CO+Fe2O3=2Fe+3CO2 高温 实验步骤：先通入CO，再点燃酒精喷灯，排除装置内的空气，防止CO与O2混合在高温下爆炸。 3. 实验室炼铁 现象 化学方程式 玻璃管 试管 红色固体变黑 3CO+Fe2O3=2Fe+3CO2 高温 澄清石灰水变浑浊 CO2+Ca(OH)2=CaCO3↓+H2O 二、铁的冶炼 4. 相关计算 例：用1000 t含氧化铁80％的赤铁矿石，理论上可以炼出含铁96％的生铁多少 t ? 步骤1：将混合物的质量换算成纯净物的质量 m纯净物=m混合物 × 含量 Fe2O3的质量=赤铁矿的质量 × Fe2O3的质量分数 =1000t ✖ 80% =800t 二、铁的冶炼 二、铁的冶炼 例：用1000 t含氧化铁80％的赤铁矿石，理论上可以炼出含铁96％的生铁多少 t ? 步骤1：将混合物的质量换算成纯净物的质量 步骤2：将纯净物的质量代入化学方程式计算 3CO + Fe2O3 = 2Fe + 3CO2 高温 160 112 800t x 160 112 800t x x=560t 设800t氧化铁能产生铁的质量为x 4. 相关计算 二、铁的冶炼 4. 相关计算 步骤1：将含杂质的物质的质量换算成纯物质的质量 步骤2：将纯净物的质量代入化学方程式计算 步骤3：将计算得到的纯净物的质量换算成混合物的质量 m混合物=m纯净物 ÷ 含量 生铁的质量 = 铁的质量 ÷ 铁的质量分数 =560t ÷ 96% = 583.3t 答：理论上可以练出含铁96%的生铁583.3t。 例：用1000 t含氧化铁80％的赤铁矿石，理论上可以炼出含铁96％的生铁多少 t ? 三、金属资源保护 问题1：金属在什么条件下会生锈？ 问题2：如何防止金属生锈？ 1. 金属的腐蚀与防护 查阅资料：铁锈成分复杂，主要是Fe2O3·xH2O，它是一种疏松多孔的物质，能让水分和空气穿过它的空隙，不断向里层渗透，继续跟铁反应，直至铁被完全锈蚀。 [提出问题]铁生锈需要什么条件呢？ [作出假设]铁生锈需要 。 H2O和O2 三、金属资源保护 “实验探究铁钉生锈的条件” 三、金属资源保护 [设计实验]（提示：控制单一变量） 试管 铁钉 蒸馏水 植物油 棉花 氯化钙(干燥剂) 橡胶塞 1. 金属的腐蚀与防护 “实验探究铁钉生锈的条件” 三、金属资源保护 设计实验： 经煮沸冷却的蒸馏水：_______________________； 植物油：______________； 氯化钙：______________。 排出溶解在水中的O2 隔绝O2 吸收空气中的H2O 1. 金属的腐蚀与防护 “实验探究铁钉生锈的条件” 三、金属资源保护 [实验现象] 生锈 未生锈 未生锈 1. 金属的腐蚀与防护 “实验探究铁钉生锈的条件” 三、金属资源保护 1. 金属的腐蚀与防护 “实验探究铁钉生锈的条件” 生锈 未生锈 未生锈 铁既与H2O接触， 又与O2接触 铁只与H2O接触 铁只与O2接触 铁生锈需要H2O和O2同时存在。 铁钉生锈的实质是铁和O2、H2O发生的缓慢氧化反应，反应放热。 双吸剂 思考与讨论 铁锅 铝锅 铝的表面有一层致密的氧化铝薄膜，将铝和空气隔绝。 某研究小组为探究“影响铁钉锈蚀快慢的因素”，取蒸馏水和海水用下图装置完成表中实验，回答下列问题。 拓展练习 (1)实验②和④可探究_______因素对铁制品锈蚀快慢的影响；实验_______对照可探究试剂的种类对铁制品锈蚀快慢的影响。 (2)根据表中实验现象得出的结论是_________________________ 。 温度 温度越高，铁锈蚀的速率越快；海水可以加快铁的锈蚀 ①②或③④ 防锈的原理 三、金属资源保护 1. 金属的腐蚀与防护 思考与讨论：通过对铁钉生锈条件的探究，你对防止铁制品锈蚀有什么建议？ 破坏生锈的条件 ①隔绝O2 ②隔绝H2O （取一即可） 生锈的条件 ①与O2接触 ②与H2O接触 （缺一不可） 三、金属资源保护 1. 金属的腐蚀与防护 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？ 支架：_________ 链条：_________ 钢圈：_________ 刷油漆 涂油 制成合金 三、金属资源保护 1. 金属的腐蚀与防护 防锈方法： ①保持铁制品的洁净和干燥。 ②在铁的表面涂上一层保护膜，使铁制品与水、空气隔绝。如涂油、喷漆、电镀。 ③制成合金，改善金属的结构，提高抗腐蚀能力，如不锈钢刀。 菜刀洗净擦干保存 水龙头上镀铬 三、金属资源保护 1. 金属的腐蚀与防护 如何去除铁钉表面的铁锈？ ①用砂纸打磨，属于 方法； ②用酸浸泡，属于 方法。 锈蚀的铁钉 砂纸 除锈剂(主要成分是盐酸和硫酸) 物理 化学 三、金属资源保护 2. 保护金属资源 保护金属资源的措施 防止金属腐蚀 回收利用废旧金属 有计划、合理地开采金属矿物 寻找金属的代用品 【课堂小练】 1. 早在春秋战国时期，我国就开始生产和使用铁器。下列说法正确的是（ ） A. 铁是地壳中含量最高的金属元素 B. 炼铁中焦炭的作用仅为提供热量 C. 高炉炼铁的原理是利用一氧化碳与铁矿石中的铁的氧化物反应 D. 炼铁所得生铁含碳量为0.03%~2% C 2. 如图所示是某化学小组设计的铁制品锈蚀的实验装置。下列相关叙述中正确的是（ ） ①铁锈的主要成分是 Fe2O3的水合物； ②一段时间后，塑料瓶可能会变瘪； ③一段时间后，水面处铁丝锈蚀最严重； ④一段时间后，铁丝会由下向上出现锈蚀现象 A．②③④ B．①②④ C．①②③ D．①③④ C Lavf58.20.100 $