课题3金属资源的利用和保护 (4)

课题课题3 3 金属资源的利用和保护金属资源的利用和保护学习目标学习目标 知识目标：知识目标： 1.1.知道一些常见的金属（铁、铝、铜等）矿物，知道一些常见的金属（铁、铝、铜等）矿物，知道从铁矿石中将铁还原出来的方法；知道从铁矿石中将铁还原出来的方法； 2.2.了解防止金属生锈的简单方法，。了解防止金属生锈的简单方法，。过程与方法：过程与方法： 理解化学反应在实际生活中的应用理解化学反应在实际生活中的应用情感态度与价值观：情感态度与价值观：1 1、认识废旧金属回收对金属资源保护的重要性。认识废旧金属回收对金属资源保护的重要性。2 2、知道废旧金属对环境的污染，树立保护金属资、知道废旧金属对环境的污染，树立保护金属资 源和环境的保护意识。源和环境的保护意识。自学指导自学指导1 1、金属在自然界存在方式怎样？、金属在自然界存在方式怎样？ 哪些以单质形式存在？哪些以单质形式存在？2 2、什么叫矿石？哪些矿石适宜冶铁？、什么叫矿石？哪些矿石适宜冶铁？3 3、我国哪些金属的储量居世界前列？、我国哪些金属的储量居世界前列？4 4、我国从什么时候开始生产和使用铁器？、我国从什么时候开始生产和使用铁器？5 5、冶铁的原料、设备、原理是什么？、冶铁的原料、设备、原理是什么？6 6、铁锈蚀的条件是什么？怎样防止铁生锈？、铁锈蚀的条件是什么？怎样防止铁生锈？7 7、怎样保护金属资源？、怎样保护金属资源？ 金属的回收利用有哪些意义？金属的回收利用有哪些意义？一、金属的存在形式：一、金属的存在形式：单单 质质化化合合物物赤铁矿赤铁矿: :主要成分是主要成分是 FeFe2 2O O3 3黄铁矿黄铁矿: :主要成分主要成分FeSFeS2 2菱铁矿菱铁矿: :主要成分主要成分FeCOFeCO3 3矿石：矿石：工业上把能用来提炼工业上把能用来提炼金属的矿物叫矿石。金属的矿物叫矿石。常见铁矿石：常见铁矿石：铝土矿铝土矿: :主要成分主要成分AlAl2 2O O3 3黄铜矿：主要成分黄铜矿：主要成分CuFeSCuFeS2 2辉铜矿：主要成分辉铜矿：主要成分CuCu2 2S S我国储量居世界前列金属有：我国储量居世界前列金属有： 钨、钼、钛、锡、锑等钨、钼、钛、锡、锑等 铁的冶炼：铁的冶炼： 早在早在春秋战国春秋战国时期，时期，我国就开始生产和使用我国就开始生产和使用铁器（比欧美冶铁早铁器（比欧美冶铁早19001900多年多年），从），从公元公元1 1世世纪纪起，铁便成了一种最起，铁便成了一种最主要的金属材料主要的金属材料。 19961996年年中国钢产产量突中国钢产产量突破破1 1亿吨。亿吨。 1949 1949年年产量年年产量1515万吨，万吨，居世界居世界2626位。位。实验室一氧化碳还原氧化铁：实验室一氧化碳还原氧化铁：装置：装置：步骤：步骤：现象：现象：检查气密性检查气密性 、装药品固定、通、装药品固定、通COCO、加热、反应结束先停止加、加热、反应结束先停止加热，冷却后再停止通热，冷却后再停止通COCO玻璃管内固体由红色逐玻璃管内固体由红色逐渐变黑，试管内澄清石渐变黑，试管内澄清石灰水变浑浊灰水变浑浊结论：结论：氧化铁加热时能被氧化铁加热时能被COCO还还原成铁，同时生成原成铁，同时生成COCO2 2：FeFe2 2O O3 3+3CO=2Fe+3CO+3CO=2Fe+3CO2 2高温高温工业制法工业制法原理：在高温下，利用焦炭与氧气反应生成原理：在高温下，利用焦炭与氧气反应生成的的COCO把铁从铁矿石里还原出来。把铁从铁矿石里还原出来。设备：高炉设备：高炉原料：铁矿石、焦炭、石灰石（空气）原料：铁矿石、焦炭、石灰石（空气）方程式：方程式：C+OC+O2 2=CO=CO2 2 CO CO2 2+C=2CO+C=2COFeFe2 2O O3 3+3CO=2Fe+3CO+3CO=2Fe+3CO2 2炉渣反应：炉渣反应：CaCOCaCO3 3=CaO+CO=CaO+CO2 2 CaO+SiO CaO+SiO2 2=CaSiO=CaSiO3 3高温高温高温高温点燃点燃高温高温高温高温二、金属资源的保护二、金属资源的保护资料一：资料一：根据已探明的一些矿物的储藏量和目前消根据已探明的一些矿物的储藏量和目前消耗速度，有人估计一些矿物可供开采的年限如下图耗速度，有人估计一些矿物可供开采的年限如下图所示。所示。资料二：资料二：据有关资料报道，现在世界上每年因据有关资料报道，现在世界上每年因 腐蚀而报废的金属设备和材料相当于腐蚀而报废的金属设备和材料相当于 年产量的年产量的20% 40%20% 40%。思考思考1 1 、金属资源短缺对人、金属资源短缺对人类社会发展意味着什类社会发展意味着什么呢？么呢？2 2 、金属腐蚀的条件是、金属腐蚀的条件是什么？如何防腐？什么？如何防腐？3 3、如何保护金属资源？、如何保护金属资源？铁生锈的条件：铁生锈的条件： 与氧气（或空气）接触与氧气（或空气）接触; ;与水接触与水接触其它影响因素：酸、盐等其它影响因素：酸、盐等思考：根据铜绿的化学式思考：根据铜绿的化学式CuCu2 2(OH)(OH)2 2COCO3 3分析分析铜生锈的条件又是什么？铜生锈的条件又是什么？ 与氧气、水和二氧化碳接触与氧气、水和二氧化碳接触实验：探究铁生锈的条件请解释下列实验的现象液面处铁液面处铁锈较多锈较多干燥剂干燥剂干燥空气中干燥空气中部分浸没水中部分浸没水中浸没水中浸没水中部分浸没食盐水中部分浸没食盐水中铁生锈的本质：是铁与空气中的氧气、铁生锈的本质：是铁与空气中的氧气、水蒸气等物质发生的复杂的化学反应水蒸气等物质发生的复杂的化学反应。铁锈的主要成分为氧化铁（铁锈的主要成分为氧化铁（） 除锈的方法：除锈的方法： 1 1、物理方法：刀刮、砂纸擦、物理方法：刀刮、砂纸擦 2 2、化学方法：用、化学方法：用适量适量的酸擦洗（或擦拭）的酸擦洗（或擦拭）金属防腐蚀的方法：金属防腐蚀的方法：1、保持铁制品表面干燥和洁净、保持铁制品表面干燥和洁净 2、形成保护层、形成保护层 刷刷油漆油漆、涂油涂油、烧制搪瓷、电镀上一层耐、烧制搪瓷、电镀上一层耐腐蚀的金属、通过化学方法使表面形成氧腐蚀的金属、通过化学方法使表面形成氧化物薄膜等化物薄膜等改变金属的结构改变金属的结构 制成合金钢，如不锈钢制成合金钢，如不锈钢 自行车的构件如支架、链条、钢圈等，自行车的构件如支架、链条、钢圈等，分别采取了什么防锈措施？分别采取了什么防锈措施？保护金属资源的方法：保护金属资源的方法：1 1、防止金属的腐蚀、防止金属的腐蚀2 2、回收利用废旧金属、回收利用废旧金属3 3、有计划、合理地开采矿物、有计划、合理地开采矿物板书设计板书设计 1 1、金属资源概矿：、金属资源概矿： （1 1）存在）存在 （2 2）主要的矿石）主要的矿石 2 2、铁的冶炼：、铁的冶炼：（1 1）实验室制法：原理、步骤、现象、方程式）实验室制法：原理、步骤、现象、方程式（2 2）工业制法：原料、设备、原理）工业制法：原料、设备、原理 3 3、金属资源的保护、金属资源的保护 （1 1）铁生锈的条件）铁生锈的条件 （2 2）防锈的方法）防锈的方法 （3 3）除锈的方法）除锈的方法 （4 4）金属资源的保护）金属资源的保护在实验室用一氧化碳还原氧化铁的实验中，当用酒精在实验室用一氧化碳还原氧化铁的实验中，当用酒精灯给氧化铁加热一段时间后，我们将看到固体由灯给氧化铁加热一段时间后，我们将看到固体由_色变成色变成_色，这时氧化铁变成色，这时氧化铁变成_，实验中，实验中石灰水会变石灰水会变_，用酒精灯点燃尾气的作用，用酒精灯点燃尾气的作用是是_。红红黑黑铁铁白色浑浊白色浑浊防止一氧化碳污染空气防止一氧化碳污染空气请写出相关的化学方程式：请写出相关的化学方程式：_Fe2O3+3CO=2Fe+3CO2高温高温CO2+Ca(OH)2=CaCO3 +H2O1 1、回答下列问题：、回答下列问题： （1 1）为什么沙漠地区的铁制品锈蚀较慢？）为什么沙漠地区的铁制品锈蚀较慢？ （2 2）切过咸鱼的刀不经洗净抹干，为什么很）切过咸鱼的刀不经洗净抹干，为什么很快就生锈？快就生锈？ （3 3）被雨水淋湿的自行车，为什么须先用干）被雨水淋湿的自行车，为什么须先用干布擦净后才能用带有油的布擦？布擦净后才能用带有油的布擦？课堂练习课堂练习1.H1.H2 2和和COCO在加热时都能和氧化铜反应，实验装置如在加热时都能和氧化铜反应，实验装置如图所示：图所示： （1 1）分别写出）分别写出A A装置中发生反应的化学方程式。装置中发生反应的化学方程式。（2 2）装置）装置A A中试管口向下倾斜的原因是什么？中试管口向下倾斜的原因是什么？（3 3）H H2 2和和COCO都是气体，装置都是气体，装置A A设计简单，但不用装设计简单，但不用装置置A A做做COCO还原氧化铜的实验，而用装置还原氧化铜的实验，而用装置B B，原因是，原因是什么？什么？在实验生产中，所用的原料或产物一般含有杂质，在实验生产中，所用的原料或产物一般含有杂质，在计算用料和产量时，应考虑到杂质问题在计算用料和产量时，应考虑到杂质问题例题：用例题：用1000t含氧化铁含氧化铁80%的赤铁矿，理论上可以的赤铁矿，理论上可以 炼出含铁炼出含铁96%的生铁多少吨？的生铁多少吨？练习：某钢铁厂每天消耗练习：某钢铁厂每天消耗2000t含氧化铁含氧化铁80%的赤的赤 铁矿，理论上可以炼出含铁铁矿，理论上可以炼出含铁98%的生铁多的生铁多 少吨？少吨？