1、第八单元第八单元 金属和金属材料金属和金属材料 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 课前预习课前预习 1 地球上的金属中，少数很不活泼的如 、 等 以单质形式存在，其余的以 形式存在。 2写出常见矿石中主要成分的化学式：赤铁 矿 、磁铁矿 ；目前，人类从矿石中提取 量最大的金属是 。 3 分别写出用下列铁矿石炼铁所发生反应的化学 方程式。 (1)赤铁矿：_。 (2)磁铁矿： _。 金金 Fe2O3 银银 化合物化合物 Fe3O4 铁铁(或或Fe) Fe2O3+3CO 2Fe+3CO2 高温 Fe3O4+4CO 3Fe+4CO2 高温 4 铁在有 、 的环境中易生锈。防止铁
2、 生锈的方法有 。 5 保护金属资源的途径有哪些？ 防止金属的腐蚀；防止金属的腐蚀； 回收利用废旧金属；回收利用废旧金属； 有计划、合理地开采矿物；有计划、合理地开采矿物； 寻找金属的代用品等。寻找金属的代用品等。 保持铁制品表面的洁净和干燥；在铁制保持铁制品表面的洁净和干燥；在铁制 品表面涂一层保护膜；改变其内部组成，制成合金等品表面涂一层保护膜；改变其内部组成，制成合金等 水蒸气水蒸气 氧气氧气 名师导学名师导学 (1)存在形式：少数以单质形式存在，如金、银等， 绝大多数都以化合物形式存在。 (2)地壳中含量位于前五位的金属元素：铝、铁、钙、 钠、钾。 (3)几种常见的矿石： 铁矿石：赤铁
3、矿(Fe2O3)、黄铁矿 (FeS2)、菱铁矿 (FeCO3)、磁铁矿(Fe3O4)。 铝矿石：铝土矿(Al2O3)。 铜矿石：黄铜矿(CuFeS2)、辉铜矿(Cu2S)。 新知新知1 1 地球上的金属资源地球上的金属资源 【例1】下列矿石（括号内为其主要成分）冶炼时 会污染空气且可能形成酸雨的是 ( ) A. 铝土矿（Al2O3） B. 菱铁矿（FeCO3） C. 赤铁矿（Fe2O3） D. 黄铁矿（FeS2） 解析解析 形成酸雨的气体主要是二氧化硫、二氧化氮 等。铝土矿的主要成分是Al2O3，菱铁矿的主要成分为 FeCO3，赤铁矿的主要成分是Fe2O3，都不含有形成酸 雨的元素，排放的废气
4、都不易形成酸雨；黄铁矿的主要 成分是FeS2，含有硫元素，在冶炼时会产生二氧化硫， 排放的废气容易引起酸雨。故选。 答案答案 D 例题精讲例题精讲 1. 地壳中含量最多的元素是 ( ) A. 铝元素 B. 氧元素 C. 硅元素 D. 铁元素 2.下列金属在自然界中能以单质形式存在的是( ) A. Fe B. Al C. Na D. Au 3.磁铁矿的主要成分是 ( ) A. FeO B. Fe2O3 C. Fe3O4 D. FeCO3 举一反三举一反三 B D C 新知新知2 2 铁的冶炼铁的冶炼 冶铁冶铁 一氧化碳还原氧化铁一氧化碳还原氧化铁 原料 铁矿石、焦炭、石灰石 装置 设备 高炉 原
5、理 在高温条件下，利用焦炭与 氧气反应生成的一氧化碳把 铁从铁矿石里还原出来 主要化 学反应 Fe2O3+3CO 2Fe+3CO2 现象 红色的粉末逐渐变为黑色；澄 清石灰水变浑浊 实际应 用 在实际生产中，所用的原料 或产物一般都含有杂质，在 计算用料和产量时，应考虑 到杂质问题 注意 事项 先通CO，后加热；实验完 毕，先熄灯，继续通CO至冷 却； 尾气处理：烧掉或用塑料袋 收集起来，防止未反应的CO 污染空气； 注意与CO、H2还原CuO的 实验对比 高温 【例2】某钢铁厂高炉炼铁的主要原料是焦炭、赤铁 矿石(主要成分为氧化铁)、空气等，主要反应过程如图 8-3-1所示： (1)在上图方
6、框中写出有关反应的生成物的化学式。 (2)写出两步反应的化学方程式： _； _。 例题精讲例题精讲 解析解析 焦炭的主要成分为碳，碳与过量的空气在高 温条件下，充分反应生成大量的二氧化碳气体，二氧化 碳和碳在高温下反应生成一氧化碳气体，一氧化碳与赤 铁矿石的主要成分氧化铁在高温下反应生成铁和二氧化 碳。 答案答案 (1)CO2 CO (2)C+CO2 2CO Fe2O3+3CO 2Fe+3CO2 高温 高温 1. 下列关于工业炼铁的说法中，正确的是 ( ) A. 炼铁是把单质铁变成氧化铁的过程 B. 炼铁时鼓入热空气的目的是将铁氧化 C. 工业炼铁得到的是纯铁 D. 用铁矿石炼铁的设备是高炉
7、举一反三举一反三 D 2. 如图8-3-2是某同学设计的冶炼铁的实验装置，下 列有关说法中正确的是 ( ) A. 该实验开始时应先通CO一段时间，再加热 B. 该反应属于置换反应 C. 该实验设计合理，没有任何缺陷 D. 该反应与CO还原CuO的反应原理、装置完全 相同 A 新知新知3 含杂质物质的化学方程式的计算含杂质物质的化学方程式的计算 有关化学方程式的计算是根据反应物与生成物(均 为纯净物)的质量比进行的，在实际生产中，原料和产 品都不可能是纯净物，因此在计算中必须转化为纯净物 的质量，可按下列公式进行转化： (1)混合物中某物质的质量分数= 100%。 (2)纯物质的质量=混合物的总
8、质量该物质的质量分数。 (3)混合物的总质量= 。 混合物的总质量 该物质的质量 该纯物质的质量分数 该物质的质量 【例3】某炼铁厂用含氧化铁80%的赤铁矿冶炼 生铁，200 t这种矿石能炼纯铁多少吨？能炼出含杂 质3%的生铁多少吨？ 解析解析 这是有关含杂质的计算题，要知道用化学 方程式算出的都是纯物质的量，求出纯物质的量后， 再用纯度换算成混合物的量。 例题精讲例题精讲 解：解：设200t这种矿石可炼出纯铁的质量为x。 Fe2O3+3CO 2Fe+3CO2 160 112 200t80% x x=112t 折合为含杂质3%的生铁的质量为 答：可炼出纯铁的质量为112t；能炼出含杂质3%的生
9、 铁115.5t。 高温 160 112 x 200t80 = 112t （1-3） = 115.5t 1. 现有5.6 g生铁与足量稀硫酸反应，产生氢气的质 量是 ( ) A. 等于0.2 g B. 小于0.2 g C. 大于0.2 g D. 无法确定 举一反三举一反三 B 2. 含杂质的锌粒8 g（杂质不与酸反应），与足量的 稀硫酸反应共生成氢气0.2 g，计算该锌粒的纯度。 65 2 x 0.2 g = x=6.5 g 则该锌粒的纯度为 6.5 g 8 g 100%=81.25% 答：该锌粒的纯度为81.25。 解：解：设纯锌的质量为x。 Zn+H2SO4 ZnSO4+H2 65 2 x
10、 0.2 g 新知新知4 金属的腐蚀和保护金属的腐蚀和保护 (1)铁生锈的主要原因。 铁与空气中的水蒸气、氧气接触，发生了复杂的 化学反应，生成了铁锈。反应中有氧气参加，进程缓 慢，没有发光现象，放热不易察觉，所以铁生锈发生 的是缓慢氧化。 注意注意：铁锈的主要成分是氧化铁，颜色为红色， 具有疏松多孔的结构，易吸水，所以铁制品表面的锈 如果不及时除去，会加快生锈的速度；高温时或在 盐水环境中，铁生锈的速度也会加快。用过的菜刀或 炒完菜的铁锅上的水没擦干净，过一晚上会生锈，就 是这个缘故。 (2)防止铁生锈的方法。 保持铁制品表面的洁净和干燥；在铁表面涂 油、刷漆、烧制搪瓷、镀耐磨和耐腐蚀的金属
11、、烤蓝 (即表面生成氧化膜)；改变其内部组成，制成耐腐蚀 的合金，如不锈钢等。 【例例4】（2015株洲）下列措施不能在一定程度上 防止金属生锈的是( ) A. 在金属表面涂油或刷漆 B. 在金属表面镀上一层耐腐蚀的铬 C. 制成耐腐蚀的合金 D. 用砂纸擦去铝制品表面的氧化膜 解析解析 金属锈蚀与氧气和水有关，在金属表面刷漆 或是涂油或在金属表面镀上一层耐腐蚀的铬能使金属与 氧气或水隔绝，能防止生锈；制成耐腐蚀的合金，改变 了金属的内部结构，有利于防锈；用砂纸擦去铝制品表 面的氧化膜，则破坏了保护层，使内部的铝易被腐蚀， 不能防锈。 答案答案 D 例题精讲例题精讲 1.下列措施中，不宜用于博
12、物馆保存铁制文物的是 ( ) A. 定期用湿布擦拭铁制文物 B. 提醒观众不要用手触摸文物 C. 保持文物储存室内空气的干燥 D. 在铁制文物表面涂抹一层保护物质 2.下列条件中，铁最容易发生锈蚀的是 ( ) A. 表面喷涂油漆 B. 埋在湿润疏松的土壤里 C. 浸没在水中 D. 放置在干燥的氧气中 举一反三举一反三 A B 新知新知5 金属资源的保护金属资源的保护 (1)保护金属资源的重要性： 金属资源是有限的，废旧金属的随意丢弃，不仅 会造成资源浪费，还会造成环境污染。 (2)保护金属资源的有效途径有： 防止金属锈蚀； 废旧金属回收利用； 有计划、合理地开采矿物，严禁乱采滥挖； 寻找金属的
13、代用品。 拓展：拓展：日常生活中常见的替代金属材料的用品有 自来水管、下水管道、门窗等，它们是由金属材料改 为塑料管或塑铝管、塑钢门窗。塑铝和塑钢属于特殊 塑料，不是金属材料。 【例例5】（2015广西）关于废旧金属回收的意义， 下列叙述错误的是( ) A. 耗费大量人力物力，得不偿失 B. 是保护金属资源的重要途径 C. 可以减少废弃金属对环境的污染 D. 可以节约宝贵的金属资源 解析解析 回收废旧金属，可以节约金属资源，是保护 金属资源的重要途径，也可以减少对环境的污染，还可 以节约冶炼金属消耗的能源。故选A。 答案答案 A 例题精讲例题精讲 1. 下列有关金属资源的利用和保护不合理的是( ) A. 废旧金属的回收利用是保护金属资源的有效途径 之一 B. 银是导电性最好的金属，应该全面取代铜、铝作 导线 C. 车船表面涂油漆可防止生锈 D. 炼铁的主要原料有铁矿石、焦炭、石灰石 举一反三举一反三 B 2.2015年4月22日是第46个世界地球日，其活动主 题为“珍惜地球资源，转变发展方式提高资源利用 效率”，下列做法不符合这一主题的是 ( ) A. 回收利用废旧金属，保护金属资源 B. 推广无纸化办公，使用再生纸且双面打印 C. 大力发展新资源，禁止使用化石燃料 D. 洗菜的水用来浇花 C
