資源簡介

(共49張PPT)
第八單元
金屬和金屬材料
地球上的金屬資源廣泛地存在于地殼和浩瀚的海洋中，除少數很不活潑的金屬如金、銀等有單質形式存在外，其余都以化合物形式存在。
一、金屬資源
常見的鐵礦石
磁鐵礦(Fe3O4)
赤鐵礦(Fe2O3)
褐鐵礦(Fe2O3·nH2O
)
黃鐵礦(FeS2
)
罕見的鐵礦石
七彩針鐵礦
這不是一種稀有礦物，也沒有完整的結晶，但它因暈彩而呈現出七彩顏色十分吸引人。
常見的銅礦石
黃銅礦(CuFeS2
)
孔雀石(Cu2(OH)2CO3
)
輝銅礦（Cu2S）
罕見的銅礦石
毛赤銅礦(Cu2O
)
其它礦石
金紅石(TiO2)
閃鋅礦
（ZnS）
1、礦石
1、礦石
元素名稱
質量分數%
元素名稱
質量分數%
鋁
7.73
鎂
2.00
鐵
4.75
鋅
0.008
鈣
3.45
銅
0.007
鈉
2.
74
銀
0.00001
鉀
2.47
金
0.0000005
地殼中含量最多的金屬是Al！
金屬元素在地殼中含量：
活動一、實驗室鐵的冶煉
圖8-22上海寶山鋼鐵公司煉鐵高爐
活動一、實驗室鐵的冶煉
圖8-19
為紀念1996年中國鋼產量突破1億噸而發行的郵票
活動一、實驗室鐵的冶煉
現象
分析
反應式
尾氣處理
紅色的Fe2O3變成灰黑色，同時產生的氣體使澄清的石灰水變渾濁
一氧化碳還原氧化鐵生成鐵粉(灰黑色)與二氧化碳
1.實驗室用一氧化碳還原氧化鐵
①用燃著的酒精燈將尾氣點燃或②用氣球收集尾氣
【實驗8-3】
Fe2O3+3CO===2Fe+3CO2
高溫
證明產物中有鐵粉的方法是：
用磁鐵吸(或加稀鹽酸有氣泡
)
（VIDEO）
CO2
+
Ca(OH)2
CaCO3
↓+
H2O
2CO
+
O2
2CO2
點燃
活動一、實驗室鐵的冶煉
實驗步驟：
①.按下圖組裝儀器，并檢查其氣密性。
②把少量研細的氧化鐵粉末裝進硬質玻璃管中。
一氧化碳還原氧化鐵必須在封閉的硬質玻管中進行，防止一氧化碳污染空氣。
③點燃（或用氣球收集）右邊（出氣口）酒精燈
活動一、實驗室鐵的冶煉
④通入一氧化碳氣體
⑤點燃酒精噴燈給氧化鐵加熱
⑥待硬質玻璃管內紅色物質完全變為黑色時停止加熱
⑦待玻璃管內固體冷卻后再停止通入一氧化碳
（防止Fe被氧化），然后熄滅右邊酒精燈
先通CO后點燈，防止通入的一氧化碳與玻璃管中的空氣混合在加熱時發生爆炸。
實驗結束時，先熄燈后停CO，是為了防止溫度降低后外面的空氣進入玻璃管使鐵重新被氧化；還防止試管中的石灰水倒吸入熱的玻璃管，使之炸裂。
1、先通CO還是先點燈？為什么？
2、先熄滅燈還是先停止通CO？為什么？
反思交流
活動一、實驗室鐵的冶煉
(1)原料：鐵礦石、焦炭、石灰石
Fe2O3+3CO===2Fe+3CO2
高溫
2.工業煉鐵：
反應的化學方程式：
CO是還原劑；
Fe2O3是氧化劑
（2）原理：
焦炭在高溫條件下跟O2反應生成CO,
CO作還原劑，在高溫條件下把鐵礦石中
的鐵還原出來。
活動二、工業鐵的冶煉
（3）設備：煉鐵高爐
鐵礦石、焦炭、石灰石
Fe2O3+3CO===2Fe+3CO2
高溫
CO2＋C
2CO
高溫
C?+?O2??
?
CO2
點燃
（4）產品：
生鐵
活動二、工業鐵的冶煉
煉鐵時各物質的作用：
石灰石：把雜質轉化為爐渣
焦炭：燃燒放熱提高爐溫，并將生成的CO2還原為具有還原性的CO，因此在煉鐵高爐中起主要作用的還原劑是CO，優點是氣體還原劑具有流動性，能與礦石充分接觸，使反應更徹底。
活動二、工業鐵的冶煉
在實際生產時,所用的原料或產物一般都含有雜質,在計算用料時和產量時,應考慮到雜質問題。
不純物質、純物質、純度之間的關系：
列比例時，一定要用純量。
3.含雜質的物質的化學方程式的計算：
m(純)
=
m(不純
)×純度
m(不純)
=
m(純)
÷
純度
純度=
純物質的質量
不純物質的總量
×100%
活動三、煉鐵純度計算
例題：用1000t含氧化鐵(Fe2O3)
80%的赤鐵礦石，理論上可煉含鐵96%的生鐵多少噸？
Fe2O3+3CO===2Fe
+
3CO2
高溫
解：1000t赤鐵礦石中含氧化鐵的質量為1000t
×80%＝800t。
設800t氧化鐵理論上可以煉出鐵的質量為X。
160
112
800t
X
160
800t
=
112
X
X＝560t
折合含鐵96%的生鐵的質量為560t÷
96%＝583t　　(純化雜)
答：
1000t含氧化鐵(Fe2O3)
80%的赤鐵礦石，理論上可煉出含鐵96%的生鐵為583t。
或設800t氧化鐵理論上可以煉含鐵96%的生鐵質量為X。
Fe2O3+3CO===2Fe
+
3CO2
高溫
160
112
800t
X×96%
160
:112＝800t
:X×96%
X＝583t　　
(雜化純)
活動三、煉鐵純度計算
⑵設需含Fe2O3質量分數為85%的赤鐵礦石的質量為x。
解：⑴生鐵中含純鐵：3000t×(1－5%)=2850t.
Fe2O3
+
3CO===
2Fe
+
3CO2
112
X·
85%
2850t
高溫
160
X·
85%
=
112
2850t
X≈4790t
答：⑴該3000
t生鐵中含純鐵2850t。
⑵該煉鋼廠每天需含Fe2O3質量分數為85%的赤鐵礦石為4790t。
　　　1.某煉鋼廠日產含雜質5%的生鐵3000t，試計算：
　　⑴該3000
t生鐵中含純鐵多少噸？
　　⑵該煉鋼廠每天需含Fe2O3質量分數為85%的赤鐵礦石多
少噸？（計算結果保留整數）
課堂練習：
活動三、煉鐵純度計算
2.下圖是課堂中模擬煉鐵的實驗裝置。
（1）寫出圖中標有序號的儀器名稱①
，②
。
(2)實驗過程中，先要進行的是______________
。（填Ⅰ或Ⅱ）
Ⅰ．加熱
Ⅱ．通一氧化碳
(3)A中反應的化學方程式是
。
B中反應的化學方程式是
，
B中觀察到的現象是_______________
。
(4)該裝置的不足之處是
。
鐵架臺
試管
Ⅱ
Fe2O3+3CO
===
2Fe+3CO2
高溫
沒有尾氣處理裝置（或沒有用燃著的酒精燈處理尾氣等）
Ca(OH)2+CO2===CaCO3↓+H2O
澄清的石灰水變渾濁
①
②
活動三、煉鐵純度計算
第八單元
金屬和金屬材料
（第2課時）
金屬的腐蝕
你知道嗎？
鋼鐵為什么比鋁易腐蝕？鋼鐵在哪些場所易被腐蝕？腐蝕的條件又是什么？
指金屬或合金與周圍接觸到的氣體或液體進行化學反應而腐蝕損耗的過程
1、金屬的腐蝕與防護
活動一、探究金屬腐蝕與防護的條件
1）鐵跟氧氣的反應
2）鐵跟酸反應
3）鐵跟某些化合物溶液（鹽溶液）反應
3Fe+2O2====Fe3O4
點燃
思考：鐵有哪些化學性質？(能跟哪些物質反應）
思考：鐵在什么環境下容易發生銹蝕？
大多數金屬都較活潑，在空氣（O2）中達到一定條件就會生銹（氧化），不同的金屬，生銹的條件不同。
潮濕的空氣
(Fe
+
2HCl===FeCl2
+
H2↑)
(Fe
+
CuSO4==FeSO4
+
Cu)
0
+1
-1
+2
-1
0
0
+2
-2
+
2
-
2
0
活動一、探究金屬腐蝕與防護的條件
蒸餾水
植物油
棉花和干燥劑
鐵釘
課P17
探究：鐵制品銹蝕的條件
或煮沸水
金屬的腐蝕的原理
（使水中不含
）
A
B
C
O2
A組的鐵釘與_______接觸；
B組的鐵釘與_______接觸；
C組的鐵釘與_______接觸
水和空氣
水
空氣
活動一、探究金屬腐蝕與防護的條件
A
B
C
通過觀察實驗分析：鐵生銹要同時與哪些物質接觸？
一段時間后
活動一、探究金屬腐蝕與防護的條件
在潮濕空氣中
在水中
干燥空氣中
現象
不生銹
不生銹
生銹（鐵表面形成紅褐色的粉末）
小結：鐵在朝濕的空氣中容易生銹
1、鐵銹蝕的條件（實質）：
鐵與空氣中的
、
等發生
變化的過程。屬
氧化。
鐵在潮濕空氣
鐵銹(混合物）
Fe+O2+H2O
Fe2O3·XH2O
化學變化
化學變化
（紅色粉末）
（紅色粉末）
H2O
O2
H2O
O2
氧氣
水蒸氣（水）
化學
緩慢
寫在P18圖下段落開頭。
活動一、探究金屬腐蝕與防護的條件
（鐵銹的主要成分）
3）當鐵表面生銹后，鐵銹能否起保護膜的作用，能否使里層的鐵不能再進一步氧化？
不能。鐵銹是很疏松的，不能做保護膜。所以，當鐵生銹后，若不及時處理，由于鐵銹的吸水性而加快鐵制品的銹蝕速度，直至全部變為鐵銹為止。
課本P18圖下第一段最后一句
活動一、探究金屬腐蝕與防護的條件
氧化鐵與鋁壺表面的氧化鋁膜性質比較
鐵銹
Fe2O3·XH2O
氧化鋁
(Al2O3)
結構特點
若不除去結果
疏松多孔
完全銹蝕
致密結實
使鋁“自我保護”
與空氣（氧氣）接觸
與水接觸
活動一、探究金屬腐蝕與防護的條件
生銹(rusting)
2、
金屬銹蝕的條件：
1）要有能夠發生反應的物質(O2、H2O、CO2等)
2）反應物要能互相接觸
3）生成物(氧化膜)不會對反應起阻礙作用等
思考：1）鋁不易銹蝕的原因
。
不同
生成致密的氧化鋁保護薄膜
O2、H2O、CO2
3）銅銹蝕后的物質是銅綠Cu2(OH)2CO3
，猜測銅銹蝕時要與空氣中的
物質反應。
2）不同的金屬，銹蝕條件一樣嗎？
活動一、探究金屬腐蝕與防護的條件
2）當鐵釘一部分浸入水中，哪部分銹蝕最嚴重？
思考交流
1）浸過鹽水的菜刀銹蝕速度會
。
寫P18上
更快
食鹽、酸性物質等會加速金屬的銹蝕
3）當鐵釘一部分浸入水中，哪部分銹蝕最嚴重？
界面部分鐵生銹最嚴重。（因為鐵能同時與O2、H2O充分接觸）
活動一、探究金屬腐蝕與防護的條件
思考:根據鐵銹蝕的原理，如何防止鐵制品銹蝕？
[參考：燃燒的條件與滅火原理（破壞燃燒條件
）
破壞金屬腐蝕的條件。使鐵制品不與O2或H2O接觸
3、防止鐵生銹的原理：
1）隔絕氧氣
2）保持干燥
3）隔絕水和氧氣
4、
P18
討論
1、防止鐵生銹的具體做法：
1）保持鐵制品表面干燥和潔凈。如鐵桶、菜刀等
2）涂油和刷漆（噴漆）。
3）鍍上耐腐蝕的金屬（鍍鉻）
4）制造耐腐蝕的合金（不銹鋼）
寫
P18中
防金屬腐蝕的方法
寫
P18表
活動二、探究金屬資源保護方法
金屬防腐蝕的方法：
改變金屬的本質
制成合金鋼，如不銹鋼
形成保護層
刷油漆、涂油、燒制搪瓷、電鍍上一層耐腐蝕的金屬、通過化學方法使表面形成氧化物薄膜等　
改善腐蝕環境等等
保持鐵制品表面干燥和潔凈
活動二、探究金屬資源保護方法
自行車的構件如支架、鏈條、鋼圈等，分別采取了什么防銹措施？
討論
刷漆
涂油
鍍鉻
“烤藍”
知識拓展：“烤藍”是鋼鐵零件表面處理的一種防腐工藝。原理是在鋼鐵表面生成一定厚度和強度的致密的氧化層，成分主要是Fe3O4
?
圖8-25
據估計一些礦物可供開采的年限
2.金屬資源保護
⑴為什么要保護金屬資源？
礦物的儲量是有限的，而且不能再生。
2、怎樣保護金屬資源呢?
⑴防止金屬的腐蝕。
⑵金屬的回收與利用。
⑶有計劃,合理地開采礦物,嚴禁不顧國家利益的亂采礦。
⑷尋找金屬代用品。如以塑代鋼。
圖8-26
金屬的回收利用
　　回收一個鋁制的易拉罐比制造一個新的鋁制的易拉罐要便宜20%，而且還可以節約金屬資源和95%能源。目前世界上有50%以上的鐵和90%以上的金得到回收利用。
板書設計
氧氣
水
生銹
怎樣防止鐵生銹
加上保護層
(1)加上油漆、塑膠層或油脂
(2)
鍍上其他金屬,
如鍍錫或鉻等
「罐頭」是由鍍錫鐵制成。
鍍鉻的浴室水籠頭。
(3)犧牲性保護
由鍍鋅鐵制造的水桶。
把鐵與一較活潑的金屬相連接，因而防止鐵生成
Fe2+，從而防銹。
(4)使用鐵合金
用不銹鋼制造的器具

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