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

1 第八单元 金属和金属材料 课题3 金属资源的利用和保护 初中化学人教版（2024）九年级下册 1.知道大多数金属在自然界中是以金属矿物形式存在的。 2.了解从铁矿石中将铁还原出来的方法，体会化学方法在金属冶炼中的重要性。 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。 学习目标 新课导入 目前，人们生活中常使用的金属有哪些呢？ 黄金戒指 银制饰品 纯铜电线 不锈钢水壶 单质，金的化学性质稳定 金可以从河沙里淘出，这说明金是以化合物形式存在还是以单质形式存在呢？为什么呢？ 地球上的金属资源广泛存在于地壳和海洋中，除少数很不活泼的金属如金、银等有单质形式存在外，其余金属都以化合物的形式存在。 自然界中的几种矿石 金 Au 银 Ag 铂 Pt 以单质形式存在的金属 铝土矿 (主要成分是Al2O3) 赤铁矿 (主要成分是Fe2O3) 磁铁矿 (主要成分是Fe3O4） 自然界中的几种矿石 金属化合物在自然界以矿物质形式存在，称为矿石 赤铜矿 (主要成分是Cu2O) 金红石 (主要成分是TiO2) 软锰矿 (主要成分是MnO2) 自然界中的几种矿石 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 含铁量46.7% 黄铁矿 主要成分 FeS2 含铁量 产物是否环保 铁的几种矿物 选择依据： 以下哪种矿物不适宜用来炼铁？ Fe2O3 Fe3O4 化合物 单质 Fe 还原剂 失去氧元素 （还原反应） H2 CO C 铁的冶炼 工业炼铁的原理 3CO+Fe2O3 2Fe+3CO2 高温 C为固体，反应不充分 H2制取成本高 2. 金属资源的存在——化合物 金红石 （主要成分是TiO2 ） 软锰矿 （主要成分是MnO2） 使铁隔绝氧气和水 灭火的原理 破坏燃烧条件 防锈的原理 破坏生锈条件 ②隔绝氧气 ④改变内部结构 ①隔绝水 ③同时隔绝氧气和水 金属的腐蚀与防护 1.防止铁制品防腐蚀的原理 根据铁生锈的条件，该如何防止铁制品锈蚀呢？ 方法 ①保持铁制品的洁净和干燥。 ②“穿外衣”在金属表面涂上一层保护膜 ③强体质----改变铁的组织结构，制成合金，如不锈钢。 2.防止铁制品防腐蚀的方法 喷漆 搪瓷 涂油 烤蓝 金属的腐蚀与防护 新知讲解 3.装置中右边的酒精灯起什么作用？ 把尾气烧掉，防止污染空气。 4. 石灰水的作用有哪些？ 澄清石灰水用来检验生成物二氧化碳，并吸收二氧化碳，便于处理尾气。 5. 实验完毕后为什么要继续通入CO直至玻璃管冷却？ 防止氧化铁还原生成的铁，在较高温度下重新被氧化。 新知讲解 工业炼铁 铁矿石、焦炭和石灰石 原料： 铁矿石提供铁，焦炭提供热量和制造还原剂CO，石灰石将矿石中的二氧化硅转变成炉渣 设备： 高炉 C＋O2 CO2 CO2＋C 2CO Fe2O3＋3CO 2Fe＋3CO2 CaCO3 CaO＋CO2 ↑ CaO＋SiO2 CaSiO3 反应原理： 高温 ==== 高温 ==== 高温 ==== 高温 ==== 高温 ==== 讲授新知 二、铁的冶炼 讲授新知 古代炼铁 铁的冶炼 工业炼铁 而在实际生产中，所用原料或产物一般都含有杂质，在计算用料和产量时，应考虑杂质问题。 【第二批国家工业遗产】合肥钢铁厂 讲授新课 铁的冶炼 例：用1 000 t 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？ 解：设理论上可以炼出的铁的质量为x。 160 2×56 1 000 t×80％ x x = 560 t 答：理论上可以炼出含铁96％的生铁583.3吨。 Fe2O3 + 3CO ==== 2Fe + 3CO2 高温 160 2×56 1 000 t×80％ x = 则含铁96%的生铁的质量为：560 t ÷ 96% ≈ 583.3 t 讲授新课 保护金属资源 金属资源保护 必要性 矿物储量有限 废旧金属随意丢弃造成环境污染 有效途径 防止金属腐蚀 废旧金属回收利用 合理开采矿物 寻找金属替代品 1.钢铁是使用最多的金属材料，但每年因锈蚀而损失的数量巨大，如何防止金属腐蚀已成为科学研究中的重大问题。以下有关金属腐蚀的叙述错误的是 （ ） A.钢铁在潮湿的空气中比在干燥的空气中更容易生锈 B.钢铁锈蚀的实质是与空气中的氧气、水蒸气等发生了化学变化 C.铝比钢铁中的铁活泼，因而铝的抗腐蚀性能比钢铁差 D.在钢铁表面刷油漆可以防止钢铁锈蚀 C 高炉炼铁和实验室炼铁有什么区别？其产物是纯铁吗？ Fe2O3＋3CO 2Fe＋3CO2 高温 生铁 可经过吹氧冶炼等工序生产钢，含碳量降至0.03%~2%的铁合金 两者的产物不同。工业炼铁得到的是生铁，实验室得到的是纯铁。 设备不同。工业炼铁设备是高炉，实验室用玻璃管。 对环境影响不同。高炉炼铁对环境影响大，实验室对环境影响小。 操作难易程度不同。高炉炼铁工艺复杂，实验室操作简单。 含有2%~4.3%的碳及少量磷和硫的铁合金 硬而脆，不利于加工 7．我国有着悠久的钢铁冶炼史。 (1)《天工开物》中记载的“炒钢法”如图1。撒入潮泥灰（主要成分是石灰石）的主要作用是______________________________________。不断翻炒液态生铁，是为了______（填“升高”或“降低”）碳元素的含量以制钢。 将铁矿石中的二氧化硅转变为炉渣 降低 随堂练习 (2)实验小组利用图2装置模拟现代工业炼铁并检验气体产物。其中酒精灯加网罩的作用是______________________；为检验生成的CO2，b处应盛放的试剂为______________。 (3)在推进碳减排、碳捕集的过程中，科学家正研究以“氢能炼钢”替代“焦炭炼钢”。写出用氢气和赤铁矿炼铁时发生置换反应的化学方程式：______________________________。与“焦炭炼钢”相比，“氢能炼钢” 的主要优点是__________________________________________。 使火焰集中并提高温度 澄清石灰水 3H2＋Fe2O3 3H2O＋2Fe 无污染，且减少CO2的排放（合理即可） 随堂练习 $