人教版九年级下册课题 3 金属资源的利用和保护背景图ppt课件

这是一份人教版九年级下册课题 3 金属资源的利用和保护背景图ppt课件，共49页。PPT课件主要包含了人类生活离不开金属，孔雀石，Fe2O3，铁矿石，赤铜矿Cu2O，铜矿石，一氧化碳还原氧化铁，相关的化学方程式，一铁的冶炼，黄铁矿FeS2等内容，欢迎下载使用。

金属元素在自然界中的存在形式（1）
单质：少数化学性质较不活泼的金属，如金、银、铜等
自然界以单质形式存在的金
自然界以单质形式存在的银
金属元素在自然界中的存在形式（2）
化合物：化学性质较活泼的金属，如铁、锌、钠和钙等
金属元素在地壳中的含量
矿石:工业上把能用来提炼金属的矿物。
磁铁矿 Fe3O4
孔雀石 Cu2(OH)2CO3
我国是世界上已知矿物种类比较齐全的少数国家这一，矿物储量也很丰富，其中钨、钼、钛、锡、锑等储量居世界前列，铜、铝、锰等储量在世界观上也占有重要志地位。
大自然向人类提供了丰富的金属矿物资源，人类每年要提炼数以亿吨计的金属用于工农业生产和其它领域。其中，提取量最大的是铁。
现象：红色粉末变成黑色，澄清的石灰水变浑浊。点燃尾气有蓝色火焰
Fe2O3 + 3CO 2Fe + 3CO2
CO2 + Ca(OH)2 CaCO3 ↓+ H2O
2CO + O2 2CO2
用酒精灯点燃尾气的作用是
赤铁矿 Fe2O3
在高温下，利用焦炭与氧气反应生成的一氧化碳把铁从铁矿石中还原出来
石灰石、铁矿石焦炭、空气
高炉是个竖直的圆筒形炉子，炉壳用钢板制成，内部用耐火砖作衬里。炼铁的主要原料是铁矿石、焦炭、石灰石和空气。
高温下，用还原剂（主要是一氧化碳）从铁矿石里把铁还原出来
炼铁时各物质的作用：石灰石：把杂质转化为炉渣焦炭：燃烧放热提高炉温，并将生成的CO2还原为具有还原性的CO，因此在炼铁高炉中起主要作用的还原剂是CO，优点是气体还原剂具有流动性，能与矿石充分接触，使反应更彻底。
例 1000t含氧化铁80%的赤铁矿石，理论上可炼出含铁96%的生铁的质量是多少？
解：氧化铁的质量： 1000t× 80% =800t
设：理论上可炼出铁的质量为XFe2O3+3CO ==== 2Fe+3CO2 160 2X56800 X
800t x=560t2×56 x
折合为含铁96%的生铁的质量为560t÷96%=583t
答：1000t可炼出生铁为583t。
练习：要炼出含杂质3%的生铁2000吨，需要含四氧化三铁质量分数为90%的磁铁矿石多少？
解：铁的质量： 2000t×(1-3%) =1940t
设：可炼出四氧化三铁的质量为XFe3O4+4CO ==== 3Fe+4CO2 232 168 X 1940t
232 x x=2679t168 1940t
折合为磁铁矿石的质量为2679t÷90%=2977t
答：磁铁矿石的质量为2977t。
资料一：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与年产量的20%----40% 。资料二：矿物的储量有限，而且不能再生。根据已探明的一些矿物的储藏量，并目前这些金属的消耗速度，有人估 计一些矿物、可供开采的年限如课本图所示（不包括今后新探明的矿物储量，一些国家的金属储备和金属的回收利用等）。
为了减少损失，需要探究金属锈蚀的原因、防护的方法和废金属的回收利用
金属锈蚀给人类带来了巨大的损失。
取3枚洁净无锈的铁钉，分别放入3支试管中进行下面的实验
步骤一、在试管1中加入少量的蒸馏水，使铁钉的一半浸没在水中步骤二、在试管2中注满迅速冷却的沸水塞紧橡皮塞步骤三、在试管3中加入少量干燥剂（生石灰或无水氯化钙）再放一团干棉球，把铁钉放在干棉球上，塞紧橡皮塞
铁钉浸没一半在水中： 铁在空气、水的界面处生锈铁钉完全浸没在水中（上面还加植物油）： 铁未生锈铁钉放在干燥的空气中（加干燥剂等）： 铁未生锈
铁既与水接触，又与氧气接触
在水、氧气同时存在的环境中铁能生锈。（缓慢氧化，放热）
在空气中锈蚀，实际上是铁跟氧气、水等物质相互作用，发生一系列复杂的化学变化，使铁转化为铁的化合物的过程。因此，铁与空气接触，又有水分时，最易生锈！
铁锈成分复杂，主要是Fe2O3·XH2O它是一种疏松多孔的物质 Fe2O3
铁锈这种多孔性的物质，能让水分和空气穿过它的空隙，不断向里层渗透，继续跟铁反应，直至铁被完全锈蚀。
氧化铁与铝壶表面的氧化铝膜性质比较
阅读教材P19页，回答下列问题：1、试管Ⅱ中为什么要用煮沸过的蒸馏水，且要加入植物油？ 2、铝与氧气反应生成的氧化铝能起到保护里层铝的作用。铁锈是否也能保护里层的铁呢？ 3、你能否根据铁生锈的条件提出防止铁制品生锈的原理吗？
是为了防止蒸馏水中溶有氧气。
不能，因为铁锈是疏松的。
改变金属的内部结构制成合金，如不锈钢形成保护层刷油漆、涂油、烧制搪瓷（物理方法）电镀上一层耐腐蚀的金属（镀铬、锌、锡）、通过化学反应使表面形成致密的氧化物薄膜等　改善腐蚀环境等等保持铁制品表面干燥和洁净
（1)隔绝空气或氧气 (2)隔绝水
在面盆、杯子、等表面烧涂搪瓷
此外，还可以在钢铁表面镀上一层能起保护作用的其他金属。如：在钢铁表面镀锡、镀锌、和镀铬
1、在实际生活和生产中我们应该采取哪些具体方法来防止铁制品生锈呢？
防止铁制品生锈的具体方法为： 保持铁制品表面干燥和洁净 在铁制品表面涂一层保护膜如：刷油漆、涂油、镀上一层耐磨、耐腐蚀的金属铬、高温灼烧金属，进行“烤蓝”处理等　 制成合金钢，如不锈钢
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？
（2）回收和利用废旧金属
　　 　　据估算，回收一个铝制饮料罐比制造一个新饮料罐要便宜20%，而且还可节约金属资源和95%的能源。1t废钢铁回炉冶炼可炼成近1t的钢，跟用铁矿石冶炼比，能节约11t煤和铁矿石，减少污染空气的悬浮微粒11kg。目前世界上已有50%以上的铁的90%以上的金得到了回收利用。 　　废旧金属的回收利用还可以减少对环境的污染。例如，废旧电池中含有汞等，如果废旧电池随意丢弃，汞等渗出会造成地下水和土壤的污染，威胁人类健康。如果将汞等回收利用，不仅可以节约金属资源，而且还可以减少对环境的污染。
废弃金属的回收有什么意义？
可节约金属资源 由于金属冶炼需在高温下进行，回收废弃金属并再利用可节约能源 降低金属制品的生产成本，可方便人们得到物美价廉的金属制品 可减少金属对环境的污染
（3）合理开采矿物（4）寻找金属的代用品（5）物尽其用
铁生锈的主要条件是与空气和水（或水蒸气）直接接触。破坏铁生锈的条件就能防止铁生锈。防止铁生锈的方法为： 保持铁制品表面干燥和洁净 在铁制品表面刷油漆、涂油、镀铬、 “烤蓝” 等 制成合金钢
保护金属资源的有效途径是： 防止金属腐蚀 回收利用废旧金属 合理有效的开采矿物 寻找金属的代用品 物尽其用
1、通过实验回答，铁钉在下列哪些情况下容易生锈？（1）在干燥的空气中（2）在潮湿的空气中（3）部分浸入食盐水中（4）浸没有植物油中2、下列做法能防止铁制品生锈的是（　　　　　　）A、自行车脏了用清水冲洗 B、用废酸液冲洗铁制污水管道 C、在铁制篮球架上刷一层油漆 D、切完咸菜后，尽快将菜刀洗净擦干
3、随着人们生活质量的提高，各种电池使用量大幅度增加，废电池进行集中处理的问题被提到议事日程上来。其首要原因是 ( ) A 回收利用电池外壳的金属材料B 防止电池中汞、镉、铅等重金属对土壤和水源的污染C　减轻电池中渗漏的液体对其他物品的腐蚀D　回收利用电池中的石墨电极
4、（1）下列家庭生活垃圾：①废旧书刊报纸 ②废电池 ③废弃橡胶、塑料制品 ④易拉罐饮料瓶 ⑤废弃电线 ⑥破旧铁锅、铝壶 ⑦变质剩饭菜 ⑧瓜皮果壳 ⑨废弃玻璃物品等，其中可回收利 用的有＿＿＿＿＿＿＿＿。回收利用与保护金 属资源的相关联的是＿＿＿＿＿＿。（2）请你联系实际再提出两条节约金属资源的建议: 　＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿；　　＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿
1.在下列情况下，埋在地下的铸铁管道腐蚀最快的是 （　　） A.在潮湿、致密的土壤中 B.在干燥、致密的土壤中 C.在潮湿、疏松的土壤中 D.在干燥、疏松的土壤中
2.某运输用铁船，在水中行驶，最易生锈的部位是(　)
A.水面上的船头部分 B.水面附近的船体部分 C.水面下的船底部分 D.各部分都一样速度生锈
3.日常生活中的一些铁制品经常会被锈蚀。 下列做法中不能起防锈作用的是（　 ）①在铁制品表面镀锌 ②在铁制品表面涂油脂　③保留铁件表面的铁锈作保护层④在铁器表面刷油漆　⑤自行车脏了用清水冲洗　 ⑥用废酸液冲洗铁制污水管道⑦切完咸菜后，尽快将菜刀洗净擦干A.②⑤　　　 B.③⑤⑥　C.①③⑦ 　　 D.②⑥⑦　
4.全世界每年因生锈损失的钢铁约占世界钢铁年产量的1/4。某学生想探究铁生锈的条件，他将干净的铁钉分别同时入放A、B、C三支试管中进行研究。　　⑴请你帮助该学生完成下列实验设计的内容：
加热烘干试管，小心放入铁钉，塞上塞子
探究铁在有水而无空气（氧气）时的生锈情况
小心放入铁钉，注入蒸馏水，使铁钉部分浸入水中
　　⑵一周后，编号为________的试管中的铁钉最易生锈。　　⑶用相同材料制作，经过相同时间防锈处理的铁栏杆，安装在南方比安装在北方更易生锈，其原因是___________________________________。
南方比北方天气潮湿，铁更易生锈
铁在有水而无空气（氧气）时
4.某课外兴趣小组对一批铁样品（含有杂质，杂质不溶于水，也不与稀硫酸反应）进行分析，甲、乙、丙三位同学分别进行实验，其中只有一位同学所取用的稀硫酸与铁样品恰好完全反应。实验数据如下表： 请你认真分析数据，回答下列问题： ⑴哪位同学所取用的稀硫酸与铁样品恰好完全反应； ⑵计算样品中铁的质量分数； ⑶若生产1000 t这种纯度的铁，至少需要含氧化铁(Fe2O3)80%的赤铁矿多少吨？
改正：(烧杯的质量为25.4g；计算结果精确到0.1%)
　　解：⑴分析表中数据可知，甲、乙、丙三人的实验生成气的质量都是0.3g(如甲为200g+9g-208.7g＝0.3g),即各人的实验中都有一种反应物完全反应。由甲、乙数据可知，9g铁样品中的铁完全反应，甲中的酸过量。由乙、丙数据可知，(150g－ 25.4g)＝124.6g的稀硫酸中的H2SO4完全反应，丙中的金属过量。综合分析可知乙同学所取用的稀硫酸与铁样品恰好完全反应。
解：⑵乙反应生成氢气的质量为150g+9g-158.7g＝0.3g。　　设Fe的质量为X。 Fe + H2SO4 = FeSO4 + H2↑　　　　　　　　　2 X 0.3g
⑵计算样品中铁的质量分数；
答：样品中铁的质量分数为93.3%。
⑶若生产1000 t这种纯度的铁，至少需要含氧化铁(Fe2O3)80%的赤铁矿多少吨？
解：⑶需要含氧化铁80%的赤铁矿的质量为Y。1000 t这种纯度的铁含纯铁的质量为1000t×93.3%＝930t。
160 112Y×80% 930t
160:112=Y×80%: 930t Y=1666.1t
答：生产1000 t这种纯度的铁，至少需要含氧化铁(Fe2O3)80%的赤铁矿为1666.1t。
金属与非金属物理性质的比较：
　　2.金属材料包括纯金属和合金。把两种或两种以上的金属熔合在一起，或者把金属和非金属熔合在一起，就可以得到具有金属特性的合金 。由于合金的很多性能一般比组成它们的纯金属更好，因此，在实际中大量使用的金属材料是合金。
　　1.很多金属都能与氧气、盐酸和稀硫酸等起反应，但反应的难易和剧烈程度不同。)以Fe、Al、Cu为例，写出它与氧气、稀硫酸反应的化学方程式。
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　，　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
Fe + H2SO4 ＝ FeSO4 + H2↑
2Al +3H2SO4 ＝ Al2 (SO4) 3 +3H2↑
Cu + H2SO4→不反应
　　2.由一种单质 和一种 化合物反应，生成另一种单质 和另一种 化合物的反应叫做置换反应。例如
　　如果用A+B → C来表示化合反应的话，请用相似的方法来表示分解反应和置换反应。
置换反应：A +BC → B + AC
分解反应：AB→A + B
Zn + H2SO4 ＝ZnSO4 + H2↑
Fe + CuSO4 ＝ FeSO4 + Cu
3.常见金属活动性顺序如下：
K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb (H) Cu Hg Ag Pt Au
金属活动性，由强逐渐减弱
举例说明金属活动性顺序可以给你哪些判断的依据：
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
⑴只有排在H前面的才能置换酸中的氢。
　　⑵只有排在前面的金属才能把排在后面的金属从它们的化合物的溶液中置换出来。(K Ca Na 特殊、反应复杂)