九年級化學(xué)下冊第八單元 課題3 金屬資源的利用和保護教案 新人教版

1、任務(wù)3金屬資源的利用和保護教育目的要求：1 .了解鐵、鋁、銅等常見金屬的礦物，了解鐵礦石中還原鐵的方法。2.對含有特定雜質(zhì)的反應(yīng)物或產(chǎn)物的計算以化學(xué)方程式為基礎(chǔ)。3.了解金屬銹腐蝕的條件和防止金屬銹腐蝕的簡單方法。4.知道廢金屬的環(huán)境污染，認(rèn)識到廢金屬回收等金屬資源保護的重要性。重點：鐵的冶煉基于對含有特定雜質(zhì)的反應(yīng)物或產(chǎn)物的化學(xué)方程式計算。困難：根據(jù)含特定雜質(zhì)的反應(yīng)物或產(chǎn)物的化學(xué)方程式計算，冶煉鐵。課程體系：牙齒課題包括地球及我國金屬資源狀況、鐵的冶煉、化學(xué)方程式計算中的雜質(zhì)問題計算、金屬的腐蝕與保護、金屬資源的保護等知識、技術(shù)方面的內(nèi)容、環(huán)境意識和資源意識等情感領(lǐng)域的內(nèi)容。本課題由常見金屬

2、礦物的照片及資料“地殼中的金屬元素含量”表介紹，簡要介紹了地球及我國的金屬資源狀況。人類對地球上金屬礦產(chǎn)資源的利用主要用于冶煉金屬，其中冶煉量最大的是鐵。因此，教材自然轉(zhuǎn)向了對鐵的冶煉的討論。第一部分“鐵的冶煉”是本課題教授的重點。教材除了介紹我國冶煉鐵的歷史外，主要通過實驗說明鐵礦石還原鐵的化學(xué)反應(yīng)原理，并結(jié)合煉鐵的實際情況，舉例介紹了化學(xué)方程式計算中雜質(zhì)問題的計算。這樣將化學(xué)原理、計算、生產(chǎn)切實緊密地結(jié)合起來，使學(xué)習(xí)活動成為有機的整體，有助于學(xué)生積極參與學(xué)習(xí)。第二部分“金屬資源的保護”重點是鐵的生銹和保護的“活動和探索”內(nèi)容。牙齒活動和探索內(nèi)容包括問題毽子、設(shè)計實驗和實施、討論、結(jié)論、應(yīng)用

3、結(jié)論等多個階段，對培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新精神和解決實際問題的能力有很大價值。關(guān)于金屬資源的保護，教科書首先用圖片說明了可以開采幾個茄子礦物的年限，該圖像顯示了金屬礦產(chǎn)資源有限，金屬資源保護的重要性。約翰f肯尼迪，美國電視電視劇(Northern Exposure)，金屬資源名言教材簡要介紹了保護廢金屬回收、合理開采礦產(chǎn)等金屬資源的措施。1.有關(guān)地球及我國金屬資源狀況的教育，可以結(jié)合地理課的相關(guān)內(nèi)容，利用礦物標(biāo)本或?qū)嵨镎掌?、圖表等進行教學(xué)，并鼓勵學(xué)生主動尋找相關(guān)資料，在課內(nèi)外進行交流。我國冶煉鐵的歷史及解放前后我國鋼鐵工業(yè)的發(fā)展等內(nèi)容的教育也可以采用類似的教學(xué)方法。2.【實驗8-23】做好并與煉鐵生產(chǎn)的主

4、要化學(xué)反應(yīng)原理相結(jié)合，使學(xué)生認(rèn)識到化學(xué)原理對實際生產(chǎn)的地圖作用。生鐵的冶煉原料：鐵礦石、焦炭、石灰石設(shè)備：熔爐煉鐵的原料主要有哪些？牙齒原料屬于哪種物質(zhì)？寫出煉鐵的反應(yīng)原理。我們的知識鐵礦石是混石，其主要成分鐵的氧化物才是可以精煉鐵的物質(zhì)。根據(jù)純水的質(zhì)量分?jǐn)?shù)=純水的質(zhì)量/雜質(zhì)的質(zhì)量，純水的質(zhì)量凈物的質(zhì)量分?jǐn)?shù)可以計算一定量鐵礦石中含有鐵的氧化物的質(zhì)量。3.化學(xué)方程式計算中的雜質(zhì)問題計算是實際生產(chǎn)中具有重要意義的計算，必須讓學(xué)生理解其價值，積極參與學(xué)習(xí)。討論這種計算問題的解法時，關(guān)鍵是總結(jié)問題解決思維。也就是說，化學(xué)方程式計算都是純物質(zhì)的計算，要把含有雜質(zhì)的物質(zhì)的質(zhì)量換算成純物質(zhì)的質(zhì)量。根據(jù)情況進

5、行教室練習(xí)，討論和評價黨內(nèi)錯誤的解決方法和錯誤的原因，可以加深對學(xué)生的理解。范例1。目前含F(xiàn)e2O335%的赤鐵礦1000噸，其中Fe2O有多少噸？問題根據(jù)一氧化碳還原氧化鐵的化學(xué)方程式說明化學(xué)方程式的意義嗎？化學(xué)方程式都強調(diào)了純物間化學(xué)變化發(fā)生時的相互關(guān)系，各化學(xué)表達(dá)式中規(guī)定的化學(xué)量反映了純物間的數(shù)量關(guān)系。在現(xiàn)實生活中，物質(zhì)含有一定程度的雜質(zhì)，就像鋼鐵用鐵礦石。那么，當(dāng)參與反應(yīng)的物質(zhì)含有雜質(zhì)時，該如何計算呢？范例2 .含F(xiàn)e2O385%的赤鐵礦1000噸，能提煉多少噸鐵？根據(jù)分析：前面的分析，應(yīng)根據(jù)化學(xué)議程式計算。必須計算赤鐵礦中Fe2O3的質(zhì)量(即純物質(zhì)的質(zhì)量)。摘要通過學(xué)習(xí)，我們初步掌握

6、了含雜質(zhì)物質(zhì)的計算。實際上，除了鐵礦石，很多都是不純的物質(zhì)參與反應(yīng)，之前我們接觸過的二氧化碳原料石灰石，以及后面要學(xué)的溶液在計算中會遇到牙齒問題。請充分注意學(xué)習(xí)。(大衛(wèi)亞設(shè)，美國電視電視劇)課堂練習(xí)(1)。某赤鐵礦含有25%的雜質(zhì)，那么400噸赤鐵礦中含有多少噸三氧化二鐵？(2)。含75%碳酸鈣的石灰石100噸，高溫煅燒后能得到多少噸氧化鈣？(3)。制作6克實驗室氫需要多少克鋅97.5%的不純鋅？(4)。含三氧化二鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為80%的鐵礦石1000噸，能提煉含5%雜質(zhì)的生鐵的多少噸？5):要生產(chǎn)5.6噸氧化鈣，需要多少噸含有20%雜質(zhì)的石灰石呢？4.精心計劃和組織有關(guān)金屬腐蝕和保護的“活動和

7、探索”內(nèi)容。教材的圖8-23提出了鐵釘熔化條件探究實驗的設(shè)計思考，應(yīng)引導(dǎo)一周前通過學(xué)生結(jié)合生活經(jīng)驗探討牙齒實驗的設(shè)計方案，鼓勵使用學(xué)生頭腦設(shè)計多個茄子方案。為了能同時實驗多個茄子方案，要允許以組或個人等多種方式活動，同時要努力進行觀察記錄。在實驗的基礎(chǔ)上，各小組或個人可以展示他們的實驗情況，報告探索結(jié)果。討論是在每個小組或個人已經(jīng)有初步結(jié)論的基礎(chǔ)上進行的，因此，這些結(jié)論的辨析、歸納是非常重要的。從反應(yīng)物的角度來看，鐵釘腐蝕的條件需要水蒸氣和氧氣等，教科書中有考慮金屬腐蝕條件的想法。必須有能發(fā)生反應(yīng)的物質(zhì)，反應(yīng)物必須能徐璐接觸，產(chǎn)物不會妨礙反應(yīng)。同時，它提供了防止金屬腐蝕的想法：如果破壞的金屬腐

8、蝕條件不再是腐蝕的基礎(chǔ)，就可以防止金屬腐蝕。利用這些事故組織討論，對學(xué)生自行鐵制品提出防銹建議，并將其應(yīng)用于自行車零部件防銹措施等。(約翰肯尼迪，美國電視電視劇)防止常用鐵熔化的方法包括：A.構(gòu)成合金以改變鐵內(nèi)部的組織結(jié)構(gòu)。例如，將鉻、鎳等金屬放在普通鋼中制成不銹鋼，大大提高了鋼鐵產(chǎn)品的防銹能力。B.在鐵制品表面復(fù)蓋保護層是防止鐵制品生銹的普遍而重要的方法。根據(jù)保護層的成分，可以分為：(1)在鐵制品表面涂上礦物油、油漆或搪瓷、塑料等。例如，車廂、水桶等經(jīng)常粉刷。機器總是涂礦物油等。(2)在鋼鐵產(chǎn)品表面鍍傳記、熱鍍鋅等方法鍍不易生銹的金屬。鋅、錫、鉻、鎳等。牙齒金屬表面都形成了致密的氧化物薄膜，

9、可以防止鐵制品、水、空氣等物質(zhì)接觸并生銹。(3)用化學(xué)方法在鐵制品表面制造致密穩(wěn)定的氧化膜，防止鐵制品生銹。C.保持鐵產(chǎn)品表面清潔干燥也是防止鐵產(chǎn)品生銹的好方法。5.有關(guān)金屬資源保護的教育可以利用電氣化教學(xué)手段使教材中部分礦物的開采年限變成幻燈片或電腦軟件等，并配合其他資料，使人們強烈感受到學(xué)生礦產(chǎn)資源有限、保護金屬資源的重要性。廢金屬的回收是所有學(xué)生都容易做的事情，結(jié)合本課題未深入的“調(diào)查與研究”，使學(xué)生了解廢金屬回收的意義并積極進行。(威廉莎士比亞、哈姆雷特、回收、回收、再利用、回收、再利用、回收、回收、再利用)6.根據(jù)教材中給出的想法，可以通過討論、編寫西餐、填空等進行牙齒單元的總結(jié)。結(jié)

10、合案例分析，通過知識的綜合應(yīng)用，也可以進行牙齒單元的總結(jié)。中國礦產(chǎn)資源礦產(chǎn)資源是自然資源的一部分，我國生產(chǎn)所需的原材料約有80%來自礦產(chǎn)資源。我國礦產(chǎn)資源總量大，但人均占有量小。我國礦產(chǎn)總量居世界第六位。我國發(fā)現(xiàn)的礦產(chǎn)中有168種，其中儲量已有152種，已經(jīng)開發(fā)利用的有132種，在世界45種主要礦產(chǎn)儲量價值比較中，我國礦產(chǎn)總額占世界總數(shù)的約14.6%，居世界第三位。但是由于人口眾多，人均擁有量約為世界人均水平的三分之一，排在世界第80位。我國礦產(chǎn)資源種類較多，但生產(chǎn)所需的大量礦產(chǎn)較少。在金屬礦產(chǎn)資源中，鎢、銻、鈦、稀土、菱鎂礦等占世界第一，釩占第二，鋅、鋁占第三。金屬礦產(chǎn)儲量相對不足的有銀、鐵

11、、鉛、銅、金、鎳等，儲量相對不足的有鉀、鉑、鉻等。中國礦產(chǎn)資源分布不平衡，布局充分理想。沿海發(fā)達(dá)地區(qū)生產(chǎn)力發(fā)展水平較高，但資源不足。對西北、西南等地區(qū)的原料資源豐富，但經(jīng)濟發(fā)展程度很低。這形成了原料、半成品遠(yuǎn)距離運輸?shù)牟涣记闆r，增加了生產(chǎn)成本。此外，一些小礦盲目開采，環(huán)境保護意識下降，植被破壞、固體廢物處理不當(dāng)，嚴(yán)重的環(huán)境問題頻頻出現(xiàn)。中國礦產(chǎn)資源供需狀況當(dāng)今世界國家很少只用自己的礦產(chǎn)資源發(fā)展本國經(jīng)濟，但擁有豐富的礦產(chǎn)資源無疑是本國社會經(jīng)濟發(fā)展的優(yōu)勢。受多種茄子因素的影響，我國主要礦產(chǎn)品進口量逐年增加。1987年我國礦產(chǎn)品及初級加工產(chǎn)品出口62億美元，進口98億美元；1988年出口850.75

12、億美元，進口116.8億美元，赤字31.1億美元?？梢哉f，我國已經(jīng)逐漸成為礦產(chǎn)資源進口大國。隨著我國經(jīng)濟的高速發(fā)展，對礦產(chǎn)資源的需求迅速增加，主要礦產(chǎn)資源短缺的態(tài)勢越來越明顯。1989年我國鐵礦原礦產(chǎn)量為1.7145億噸，進口鐵礦公司1259萬噸。2000年現(xiàn)有鐵礦的生產(chǎn)能力將減少10-20%，2000年我國鐵礦石產(chǎn)量基本穩(wěn)定在當(dāng)前水平。資源差距增加，每年需要進口鐵礦公司2000萬噸至3000萬噸。預(yù)計2020年鐵礦石產(chǎn)量將達(dá)到2.8億噸至3億噸，每年需要進口4，500萬噸至5，000萬噸鐵礦?，F(xiàn)有銅鉛鋅生產(chǎn)能力在2000年下降了30%到40%，有色金屬三分之二的礦山主要金屬生產(chǎn)也達(dá)到了中期末

13、期。如果地質(zhì)勘探?jīng)]有重大突破，21世紀(jì)初將出現(xiàn)我國金屬礦產(chǎn)資源全面短缺的局面。金屬的存在和冶煉地球上的金屬資源非常豐富，除了埋藏在地殼中外，還有大量的海濱砂礦和海底金屬礦產(chǎn)(如錳結(jié)核、重金屬礦床等)牙齒，為人類的生活和生產(chǎn)提供了豐富的物質(zhì)基礎(chǔ)。陸地上可以用來制造金屬的礦石大約有8茄子種。(1)金、銀、鉑、汞等天然金屬礦，往往以元素的形式存在。(。(2)鋁Al2O3nH2O、赤鐵礦Fe2O3、錫石SnO2等氧化物礦(3)碳酸鹽巖礦，如石灰石CaCO3、孔雀石Cu2(OH)2CO3等(4)硅酸鹽礦，如綠柱石Be3A12Si6O18、高嶺石(A12Si2O72H2O)等；(5)硫酸鹽礦山，如重晶石焙

14、燒4、石膏焙燒42H20等；(6)磷酸鈣Ca3(PO4)2，磷礦石等磷礦(7)鹵化物礦山，如巖鹽NaC1、光鹵石KClMgC126H2O等；(8)硫化物光，例如閃銀光Ag2S、黃鐵礦FeS2、輝光MoS2等。從礦石中制造金屬固體的過程稱為冶金。金屬作為材料其價值不僅取決于地殼的含量和獨特的性能，還取決于冶煉的難度。例如，鋁是一種已經(jīng)熟悉的工業(yè)金屬，其儲量是金屬的第一位，應(yīng)用也很廣，但在1886年以前比黃金更珍貴。當(dāng)時鋁是用金屬鈉還原氧化鋁(metallosodium reduction sodium)制造的，所以成本很高。電解鋁法實際用于生產(chǎn)后，鋁才能廣泛使用。鐵礦石的種類和特點鐵礦石種類很多

15、，最重要的鐵礦石是磁鐵礦、赤鐵礦、褐色鐵礦、菱鐵礦等。鐵礦石經(jīng)常根據(jù)鐵含量的高低分為浮光(鐵含量在50%以上)和貧光(鐵含量在45%到50%以下)，在評價鐵礦石的品位和質(zhì)量時，除了這些鐵礦石的鐵含量外，還需要看到礦脈石成分和有害雜質(zhì)(硫、磷)我們可以根據(jù)鐵礦石的顏色、光澤、密度、磁性、條紋等性質(zhì)識別它們。金屬腐蝕與防護金屬與周圍介質(zhì)接觸時，化學(xué)和電化學(xué)作用引起的破壞稱為金屬的腐蝕。從熱力學(xué)角度來看，除少數(shù)貴金屬(如Au，Pt)外，各種金屬傾向于變成離子。即金屬腐蝕是自發(fā)的普遍現(xiàn)象。金屬腐蝕的話，在外形、顏色、機械性能方面都會發(fā)生變化，導(dǎo)致設(shè)備破壞、管道泄漏、產(chǎn)品污染、燃燒或爆炸等惡性事故，資源

16、和能源的嚴(yán)重浪費，給國民經(jīng)濟帶來巨大損失。據(jù)估計，世界發(fā)達(dá)國家每年金屬腐蝕造成的經(jīng)濟損失占國民生產(chǎn)總值的3.5-4.2%，超過了每年各種大材(火災(zāi)、風(fēng)材、地震等)損失的總和。有人估計，每年全世界腐蝕廢料和損失的金屬約為1億噸！因此，研究腐蝕機理和采取保護措施對經(jīng)濟建設(shè)具有重要意義。防止金屬腐蝕的方法有多種，主要改善金屬的本質(zhì)，將受保護的金屬與腐蝕介質(zhì)分離，或表面處理金屬，改善腐蝕環(huán)境和電化學(xué)保護等。(1)改善金屬的本質(zhì)根據(jù)用途，可以徐璐選擇不同的材料構(gòu)成防腐合金，或在金屬上添加合金元素，以提高耐蝕性，防止或減輕金屬腐蝕。例如，在鋼中加入鎳制成不銹鋼，可以提高防腐能力。(2)形成保護層在金屬表面

17、復(fù)蓋各種保護層，將受保護的金屬與腐蝕性介質(zhì)分離，是防止金屬腐蝕的有效方法。工業(yè)中普遍使用的保護層有非金屬保護層和金屬保護層兩大茄子類別。它們通過化學(xué)方法、物理方法和電化學(xué)方法實現(xiàn)。金屬磷化鋼鐵產(chǎn)品除油除銹后，可以浸泡在人的特定配置的磷化液中，在金屬表面形成不溶于水的磷化膜，牙齒過程稱為磷化處理。磷化膜由深灰色到黑灰色，厚度一般為5 m 20 m，大氣耐蝕性好。膜是微孔結(jié)構(gòu)，對油漆等的吸附能力很強。例如，用作油漆地板可以進一步提高耐蝕性。金屬氧化處理將鋼鐵產(chǎn)品添加到NaOH和NaNO2的混合溶液中加熱，表面形成厚度約為0.5 m 1.5 m的藍(lán)色氧化膜(主要成分為Fe3O4)，可以達(dá)到鋼的防腐目的。牙齒過程稱為藍(lán)色處理，簡稱藍(lán)色處理。牙齒氧化膜彈性和潤滑性大，不影響零件的精度。因此，精密儀器和光學(xué)儀器部件、彈簧鋼、薄鋼、細(xì)鋼絲等常用的發(fā)藍(lán)處理。非金屬涂層非金屬材料(如涂料、塑料、搪瓷、礦物油等)在金屬表面涂層形成保護層，被稱為非金屬涂層，可達(dá)到防腐目的。例如船體、車廂、水桶