《金屬資源的利用和保護(hù)》(修改)

九年級(jí)化學(xué)下冊(cè)金屬活動(dòng)性順序表：

KCaNaMgAlZnFeSnPb(H)CuHgAgPtAu金屬活動(dòng)性由強(qiáng)逐漸減弱人類開始制造金屬工具——青銅器時(shí)代人類廣泛制造和使用金屬工具——鐵器時(shí)代（1）汞與稀鹽酸（2）鋁與硫酸銅溶液（3）銀與硫酸鋅溶液（4）鋅與硝酸銀溶液（5）鈉與稀硫酸復(fù)習(xí)：下列物質(zhì)能否發(fā)生反應(yīng)？寫出能發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式。問(wèn)題1：為什么出土的文物中，鐵制文物比銅制文物銹蝕更嚴(yán)重呢？問(wèn)題2：為什么人類開始制造金屬工具是從青銅器時(shí)代開始而不是從鐵器時(shí)代開始呢？第八單元

金屬和金屬材料課題3金屬資源的利用和保護(hù)賓陽(yáng)縣賓州二中何自平人類生活離不開金屬世界跨徑最大的斜拉橋———蘇通大橋

蘇通大橋總長(zhǎng)8206米，斜拉橋主孔跨度1088米，列世界第一；主塔高度306米,列世界第一；斜拉索的長(zhǎng)度580米,列世界第一。

金屬有廣泛的用途，對(duì)于人類社會(huì)起著不可替代的作用!軍事與科技也需要大量的金屬一.金屬元素在自然界中的存在形式

金屬元素在自然界中分布很廣，極少數(shù)不活潑的金屬（如鉑、金、銀等）有單質(zhì)形式存在；自然界以單質(zhì)存在形式的金自然界以單質(zhì)形式存在的銀圖5—2地殼中金屬的百分含量

鋁7.73%鐵4.75%

鈣3.45%

鈉2.74%鉀2.47%鎂2.00%含有礦物的巖石稱為礦石，鐵礦石等都是常見(jiàn)的礦石

其余大多數(shù)化學(xué)性質(zhì)較活潑的金屬，如鐵、鋅、鈉和鈣等以化合物的形式存在。金屬化合物在自然界中以礦物的形式存在。常見(jiàn)幾種金屬礦物的成分磁鐵礦褐鐵礦赤鐵礦Fe3O4Fe2O3·XH2OFe2O3孔雀石Cu2(OH)2CO3赤銅礦

Cu2O常見(jiàn)幾種金屬礦物的成分赤鐵礦黃鐵礦菱鐵礦鋁士礦黃銅礦輝銅礦常見(jiàn)幾種金屬礦物的成分FeS2Fe2O3FeCO3

Al2O3CuFeS2Cu2S

我國(guó)是世界上已知礦物種類比較齊全的少數(shù)國(guó)家之一，礦物儲(chǔ)量也很豐富，其中鎢、鉬、鈦、錫、銻等儲(chǔ)量居世界前列，銅、鋁、錳等儲(chǔ)量在世界上也占有重要地位。大自然向人類提供了豐富的金屬礦物資源，人類每年要提煉數(shù)以億噸計(jì)的金屬用于工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和其它領(lǐng)域。其中，提取量最大的是鐵。二、鐵的冶煉

人類使用鐵的歷史可以追溯到四千五百多年以前，不過(guò)那時(shí)的鐵是從太空掉下的隕鐵（其中含鐵90％以上）。我國(guó)在商代就開始用鐵，在河北、北京、河南的某些地區(qū)出土過(guò)用隕鐵打制的鐵刃銅鉞。我國(guó)最早的人工冶鐵制品是甘肅靈臺(tái)出土的春秋初年秦國(guó)的銅柄鐵劍，這說(shuō)明春秋初年我國(guó)已掌握了冶鐵技術(shù)上海寶山鋼鐵公司煉鐵高爐現(xiàn)象：紅色粉末變成黑色，產(chǎn)生氣體使澄清的石灰水變渾濁。1、一氧化碳還原氧化鐵Fe2O3+3CO﹦2Fe+3CO2高溫原理：在高溫下，利用焦炭與氧氣反應(yīng)生成的一氧化碳把鐵從鐵礦石中還原出來(lái)問(wèn)題1、一氧化碳與氧化鐵的反應(yīng)有下面四步

（1）點(diǎn)燃酒精燈,給氧化鐵加熱

（2）通入一氧化碳

（3）停止通入一氧化碳

（4）停止對(duì)氧化鐵加熱；

則正確的順序是()2143問(wèn)題2、反應(yīng)剛開始時(shí)為什么要先通一氧化碳后加熱氧化鐵？

問(wèn)題3、為什么當(dāng)紅色粉末變成黑色時(shí)要等試管冷卻后才停止通入一氧化碳能否先停止通一氧化碳后停止加熱？

答：為了排盡試管中的空氣以免引起一氧化碳燃燒而發(fā)生爆炸。答：防止高溫條件下鐵和氧氣反應(yīng)又生成氧化鐵從而導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)失敗。還防止試管中的石灰水倒吸入熱的玻璃管，使之炸裂。問(wèn)題4、為何反應(yīng)裝置后面還有一個(gè)燃著的酒精燈？問(wèn)題5、你還有其他處理尾氣的方法嗎？

答：將未反應(yīng)完的CO燃燒掉，防止污染空氣答:（1）可將尾氣用一個(gè)空的塑料袋收集起來(lái)，然后再集中處理（2）可將尾氣引到前一個(gè)酒精燈處燃燒掉，既處理了尾氣，又充分利用了燃料實(shí)驗(yàn)室用一氧化碳還原氧化鐵步驟：

通點(diǎn)熄停2、鐵的冶煉（1）原料：鐵礦石、焦炭、石灰石和空氣（2）原理：在高溫下，利用焦炭與氧氣反應(yīng)生成的一氧化碳把鐵從鐵礦石中還原出來(lái)Fe2O3+3CO

2Fe+3CO2高溫3、煉鐵的設(shè)備——高爐高爐是個(gè)豎直的圓筒形爐子，爐殼用鋼板制成，內(nèi)部用耐火磚作襯里。煉鐵的主要原料：鐵礦石、焦炭、石灰石和空氣。（1）焦炭與

過(guò)量空氣高溫反應(yīng)（2）二氧化碳又與焦炭在高溫下反應(yīng)生成一氧化碳（3）一氧化碳與赤鐵礦石高溫反應(yīng)

試寫出各步反應(yīng)的化學(xué)方程式：(1)C＋O2＝CO2

(2)CO2＋C＝2CO(3)Fe2O3＋3CO＝2Fe＋3CO2

點(diǎn)燃高溫高溫補(bǔ)充：煉鋼煉鐵和煉鋼的原理鐵合金生鐵鋼原料鐵礦石、焦炭、石灰石、空氣生鐵、脫氧劑原理在高溫條件下，用還原劑一氧化碳把鐵從鐵礦石中還原出來(lái)高溫下用氧氣或鐵的氧化物將生鐵中多余的碳和其他雜質(zhì)變?yōu)闅怏w或爐渣而除去設(shè)備高爐轉(zhuǎn)爐、平爐、電爐產(chǎn)品生鐵鋼三、金屬資源的保護(hù)資料：根據(jù)已探明的一些礦物的儲(chǔ)藏量和目前消耗速度，有人估計(jì)一些礦物可供開采的年限如下圖所示。資料：據(jù)有關(guān)資料報(bào)道，現(xiàn)在世界上每年因腐蝕而報(bào)廢的金屬設(shè)備和材料相當(dāng)于年產(chǎn)量的20%~40%。鋼鐵的最大的弱點(diǎn)就是容易生繡鐵軌的銹蝕鐵釘?shù)纳P各種鐵制品的銹蝕

為了減少損失，需要探究金屬銹蝕的原因、防護(hù)的方法和廢金屬的回收利用金屬銹蝕給人類帶來(lái)了巨大的損失。三、金屬資源保護(hù)1、金屬的腐蝕和防護(hù)（1）鐵制品銹蝕條件的探究探究活動(dòng)：取3枚潔凈無(wú)銹的鐵釘，分別放入3支試管中進(jìn)行下面的實(shí)驗(yàn)步驟一、在試管1中加入少量的蒸餾水，使鐵釘?shù)囊话虢](méi)在水中步驟二、在試管2中注滿迅速冷卻的沸水塞緊橡皮塞步驟三、在試管3中加入少量干燥劑（生石灰或無(wú)水氯化鈣）再放一團(tuán)干棉球，把鐵釘放在干棉球上，塞緊橡皮塞想一想1、試管Ⅱ中為什么要用煮沸并迅速冷卻過(guò)的蒸餾水，且要加入植物油？

為了防止蒸餾水中溶有氧氣。2、試管Ⅲ中為什么要將空氣干燥？為了去掉空氣中原有的水蒸氣請(qǐng)思考.哪種條件下,鐵最易生銹?為什么?放置一周后鐵生銹條件的探究現(xiàn)象分析結(jié)論試管Ⅰ試管Ⅱ

試管Ⅲ生銹不生銹不生銹鐵既與水接觸，又與氧氣接觸鐵只與水接觸鐵只與氧氣接觸在水、氧氣同時(shí)存在的環(huán)境中鐵能生銹鐵鐵銹與空氣（氧氣）接觸與水接觸FeO2H20Fe2O3.xH2O鐵在空氣中銹蝕，實(shí)際上是鐵跟氧氣、水等物質(zhì)相互作用，發(fā)生一系列復(fù)雜的化學(xué)變化，使鐵轉(zhuǎn)化為鐵的化合物的過(guò)程

鐵銹成分復(fù)雜，主要Fe2O3·XH2O它是一種疏松多孔的物質(zhì)，鐵銹這種多孔性的物質(zhì)，能讓水分和空氣穿過(guò)它的空隙，不斷向里層滲透，繼續(xù)跟鐵反應(yīng)，直至鐵被完全銹蝕。鋁與氧氣反應(yīng)生成的氧化鋁能起到保護(hù)里層鋁的作用。鐵銹是否也能保護(hù)里層的鐵呢？小結(jié)：鐵銹具有疏松多孔的結(jié)構(gòu)，易吸水和氧氣，從而加速鐵的生銹。而鋁表面有一層致密的氧化膜，保護(hù)鋁不與氧氣接觸。思考：

你對(duì)防止鐵制品的銹蝕有什么建議？討論請(qǐng)解釋下列實(shí)驗(yàn)的現(xiàn)象液面處鐵銹較多干燥劑①干燥空氣中②部分浸沒(méi)水中③浸沒(méi)水中④部分浸沒(méi)食鹽水中小結(jié)：⒉加速鐵制品銹蝕的因素：

酸或氯化鈉存在⒈導(dǎo)致鐵制品銹蝕的必要因素：

水和氧氣同時(shí)存在思考：根據(jù)銅綠的化學(xué)式Cu2(OH)2CO3分析銅生銹的條件又是什么？與氧氣、水和二氧化碳接觸CuCu2(OH)2CO3O2H20CO2自行車的構(gòu)件如支架、鏈條、鋼圈等，分別采取了什么防銹措施？討論刷漆涂油鍍鉻怎么防止鋼鐵生銹呢？在車船的表面噴油漆在機(jī)械表面涂防銹油在面盆、杯子、等表面燒涂搪瓷此外，還可以在鋼鐵表面鍍上一層能起保護(hù)作用的其他金屬。如：在鋼鐵表面鍍錫、鍍鋅、和鍍鉻鍍銅防止鋼鐵制品生銹的方法：（1)隔絕空氣或氧氣(2)隔絕水具體方法:1.保持鐵制品表面干燥和潔凈2、在鐵制品表面涂一層保護(hù)膜：如刷油漆、涂油、電鍍、烤藍(lán)等3、制成合金鋼，如不銹鋼等2.怎樣保護(hù)金屬資源呢?一.防止金屬的腐蝕二.回收利用廢舊金屬三.合理有效開采礦物四.尋找金屬的代用品1、菜刀在下述情況下，發(fā)生銹斑的嚴(yán)重程度順序是（）①切濕咸菜后放置②切酸菜后放置③切完菜后洗凈擦干④切完菜后洗凈擦干，再抹一點(diǎn)花生油⑤切完菜后用水沖洗A①②③④⑤B⑤④①②③C④③⑤①②D②①⑤③④d練習(xí)：2、在下列各種情況下，埋在地下的鑄鐵輸氣管道被腐蝕速度最慢的是（）A在潮濕、疏松、透氣的土壤中

B在含沙粒較多、潮濕透氣的土壤中C在疏松、透氣、干燥的土壤中D在干燥、致密、不透氣的土壤中D3、在面盆、痰盆等鐵制品煉燒制搪瓷的目的是（）

A美觀和殺菌消毒作用

B增大厚度防止磨損

C防止鐵生銹且美觀D增大硬度防止撞壞C5、（10濰坊）取3枚潔凈無(wú)銹的鐵釘，分別加入3支試管中，如圖所示的物質(zhì)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，試管中鐵釘銹蝕速度由快到慢的順序?yàn)椋ǎ?/p>

A．①②③

B．②①③

C．②③①

D．③①②B6、（10青島）鋼鐵是重要的金屬材料，在生產(chǎn)、生活中有廣泛的用途。建造北京奧運(yùn)會(huì)主體育場(chǎng)“鳥巢”，就是用了大量的鋼鐵。（1）鋼鐵屬于______________（填“純凈物”或“混合物”）；（2）每年世界上鋼鐵的產(chǎn)量很高，鋼鐵的銹蝕也給人類帶來(lái)了巨大的損失。鐵在空氣中銹蝕，實(shí)際上是鐵跟空氣中的__________和___________共同作用的結(jié)果；（3）為了防止鋼鐵銹蝕，人們常采用在其表面涂刷礦物油或鍍上其他金屬等覆蓋保護(hù)膜的方法。這些方法都能防止銹蝕的共同原理是_________________________；混合物

水蒸汽

氧氣

隔絕氧氣

（4）煉鐵廠常以焦炭、赤鐵礦（主要成分是氧化鐵）、空氣等為主要原料煉鐵，反應(yīng)過(guò)程如下：焦炭CO2COFe請(qǐng)寫出第③步反應(yīng)的化學(xué)方程式：_________________________________________；（5）金屬礦物的儲(chǔ)量有限，而且不能再生；目前世界上已有50%以上的廢鋼鐵得到回收利用，其目的是_____________________________（填“合理開采礦物”或“節(jié)約金屬資源”）。過(guò)量空氣高溫①焦炭、高溫②赤鐵礦、高溫③3CO+Fe2O3===2Fe+3CO2高溫節(jié)約金屬資源7、（09樂(lè)山）右圖所示是高爐煉鐵時(shí)高爐內(nèi)的化學(xué)變化過(guò)程：認(rèn)真閱讀有關(guān)信息，回答下列問(wèn)題：（1）將鐵從鐵礦石中還原出來(lái)的物質(zhì)是（填化學(xué)式）

；（2）取少量高爐中煉出的生鐵放入燒杯中，加入足量稀鹽酸，可觀察到的現(xiàn)象是

發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為

，當(dāng)反應(yīng)停止后，還可觀察到燒杯底部有黑色不溶物，該物質(zhì)是（填化學(xué)式）

，請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)一個(gè)簡(jiǎn)單實(shí)驗(yàn)證明你的判斷，簡(jiǎn)要寫出主要操作和現(xiàn)象

Fe產(chǎn)生氣泡，溶液由無(wú)色變?yōu)闇\綠色

CFe+2HCl=FeCl2+H24、簡(jiǎn)答題

將一根干燥的鐵絲彎成如圖所示的形狀,并將其兩端分別插入盛有水的燒杯甲中和盛有植物油的燒杯乙中,放置數(shù)天后,觀察鐵絲A,B,C三處表面發(fā)生的變化是否相同?若有不同則三處各有什么現(xiàn)象?A：生銹的最厲害B：有一點(diǎn)生銹C：不生銹4、請(qǐng)你解釋以下兩個(gè)事實(shí)：1）鋁比鐵容易氧化，但為什么鋁制品耐用而鐵制品卻容易銹蝕？鋁被氧化后在其表面形成一層致密的氧化膜，保護(hù)可鋁不再進(jìn)一步被氧化；而鐵氧化易生銹，需要一層保護(hù)膜。2）為什么沿海，尤其是南方沿海地區(qū)的鋼鐵制品比北方容易銹蝕？沿海地區(qū)，氣候較潮濕，鐵在潮濕的空氣中更易被腐蝕。四、有關(guān)雜質(zhì)問(wèn)題的計(jì)算例1、1000t含雜質(zhì)20%的赤鐵礦石中含氧化鐵的質(zhì)量是多少？氧化鐵的質(zhì)量：1000t×（1-20%）=800t純物質(zhì)的質(zhì)量=

不純物質(zhì)的質(zhì)量×物質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)例2、