金屬資源的利用和保護(hù)成都市第二十中學(xué)化學(xué)組 張雪 王開(kāi)英金屬資源的利用和保護(hù)（第一課時(shí)） 一、學(xué)習(xí)目標(biāo)：1.知道常見(jiàn)的用來(lái)提煉金屬的礦石，記住可用來(lái)煉鐵的礦石。2.了解煉鐵的基本原理。3.會(huì)根據(jù)化學(xué)方程式對(duì)含有某些雜質(zhì)的反應(yīng)物或生成物進(jìn)行有關(guān)計(jì)算?！菊n前預(yù)習(xí)】1.分析“真金不怕火煉”的原因，以及鈉、鎂等金屬為什么在自然界中不能以單質(zhì)形式存在，而是以化合物形式存在于各種礦物之中的原因。2.鐵在自然界中以化合物形式存在于礦物中，我們?cè)鯓涌傻玫借F單質(zhì)？【情境導(dǎo)入】 二、自主探究： 知識(shí)點(diǎn)一：金屬資源的存在方式與礦石【自學(xué)】 閱讀課本P1516，回答下列問(wèn)題：1.地殼中居前五位的元素含量由大到小的排列順序?yàn)椋?，地殼中含量最多的元素與含量最多的金屬元素所形成的化合物的化學(xué)式為 。2.地球上的金屬資源廣泛的存在于和中，除少數(shù)很不活潑的金屬如、等以形式存在外，其余都以形式存在。3.工業(yè)上把能 叫作礦石，常見(jiàn)的鐵、銅、鋁的礦石主要有哪些？主要成分是什么？知識(shí)點(diǎn)二：鐵的冶煉【思考】P16常見(jiàn)的鐵礦石有：磁鐵礦（主要成分Fe3O4）、赤鐵礦（主要成分Fe2O3）、菱鐵礦（主要成分FeCO3）、黃鐵礦（主要成分FeS2），你認(rèn)為最適宜煉鐵的兩種礦石是 ，理由是 。（提示：可考慮鐵元素的含量高低及在冶煉過(guò)程中對(duì)環(huán)境的影響大?。居^察】觀察P17實(shí)驗(yàn)8-20“一氧化碳還原氧化鐵”直玻璃管內(nèi)試管內(nèi)酒精燈處現(xiàn)象 色的氧化鐵變?yōu)?色澄清石灰水 導(dǎo)管口有 色火焰化學(xué)方程式【交流討論】1.實(shí)驗(yàn)開(kāi)始時(shí)，先 ，再 ，這樣做的目的是 。2.實(shí)驗(yàn)結(jié)束時(shí)，要先 ，再 ，原因是 。3.最后導(dǎo)氣管中的氣體為何要接一個(gè)燃著的酒精燈？ 。4.在一氧化碳與氧化鐵的反應(yīng)中，一氧化碳具有 性，做 劑。5.工業(yè)煉鐵的主要設(shè)備是 ，原料是 、 、 、 等。7.距今2000多年前，我國(guó)勞動(dòng)人民已經(jīng)掌握了煉鐵技術(shù)，他們將碳不完全燃燒，生成一氧化碳，在高溫下用一氧化碳將鐵礦石中的氧化鐵還原為鐵。請(qǐng)寫(xiě)出上述兩個(gè)反應(yīng)的化學(xué)方程式、。8.工業(yè)煉鐵中是否得到純凈的鐵？ 【巧學(xué)妙記】上述實(shí)驗(yàn)可簡(jiǎn)記為：CO早出晚歸，酒精燈遲到早退。工業(yè)煉鐵中焦炭的主要作用： 燃燒產(chǎn)生大量的熱量，提供高溫條件；燃燒產(chǎn)物為CO，提供還原劑。知識(shí)點(diǎn)三：含雜物質(zhì)的化學(xué)方程式計(jì)算【自學(xué)】課本P18例題，請(qǐng)完成以下題目：100噸含雜質(zhì)3%的磁鐵礦石中有多少四氧化三鐵？200噸含三氧化二鐵97%的赤鐵礦石的質(zhì)量是多少？含鐵95%的生鐵1000噸中純鐵的質(zhì)量是多少？某煉鐵廠利用含三氧化三鐵80%的赤鐵礦石100噸可得到含鐵96%的生鐵多少噸？【歸納小結(jié)】1.化學(xué)方程式表示的是純凈物質(zhì)之間的質(zhì)量關(guān)系，因此，如果物質(zhì)中含有雜質(zhì)，要把雜質(zhì)的質(zhì)量除去，代入純凈物質(zhì)的質(zhì)量進(jìn)行計(jì)算。2.不純物質(zhì)、純物質(zhì)和純度之間的關(guān)系： 純物質(zhì)的質(zhì)量=不純物質(zhì)的質(zhì)量純度 不純物質(zhì)的質(zhì)量= 純度 = 【交流學(xué)習(xí)】小組內(nèi)互相檢查做題情況，找出出錯(cuò)的地方。【合作學(xué)習(xí)】各組內(nèi)互相交流出錯(cuò)較多的地方，互相糾正并講解，還不明白的地方提出來(lái)有老師統(tǒng)一講解?！狙a(bǔ)充練習(xí)】為檢測(cè)某生鐵產(chǎn)品的質(zhì)量，取該生鐵樣品10.0g放入燒杯，加入一定量的稀硫酸，使之充分反應(yīng)（雜質(zhì)不與酸反應(yīng)）后稱量，發(fā)現(xiàn)反應(yīng)后的燒杯中質(zhì)量比反應(yīng)前減少了0.34g。試計(jì)算：生鐵樣品中雜質(zhì)的質(zhì)量是多少克？生產(chǎn)100t這樣的生鐵，至少需要含氧化鐵80%的赤鐵礦多少噸？【課堂小結(jié)】通過(guò)本節(jié)課的學(xué)習(xí)，你收獲了什么？【回顧反思】想想你有哪些疑惑？還有什么知識(shí)想進(jìn)一步探究？ 三、自我測(cè)評(píng)【課堂練習(xí)】課本P22.351.下列金屬在自然界主要以單質(zhì)形式存在的是（ ）A鐵 B鋁 C鎂 D銀2.冶鐵的原料中，除鐵礦石、焦炭、空氣，還應(yīng)添加的是（ ）A一氧化碳 B石灰石 C二氧化錳 D碳化鐵3.人類(lèi)每年向地殼和海洋中索取大量的金屬礦物資源，以提取數(shù)以噸計(jì)的金屬。其中提取量最大的是( )A銅 B鋁 C鐵 D銀4.某赤鐵礦樣品中鐵元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為63%，則該礦石樣品中主要成分的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為（ ）A.95% B.85% C.90% D.80%5.用一氧化碳與氧化鐵反應(yīng)煉鐵時(shí)，可觀察到直玻璃管中的現(xiàn)象是 ，反應(yīng)的化學(xué)方程式是 ，試管內(nèi)的現(xiàn)象是 ，反應(yīng)的化學(xué)方程式是 ，酒精燈處反應(yīng)的化學(xué)方程式是 。做該實(shí)驗(yàn)之前應(yīng)先 ，然后 。目的是為了防止 。在該實(shí)驗(yàn)中最后加一個(gè)燃著的酒精燈的作用是，目的是 。6.用赤鐵礦（主要成分是Fe3O4）為原料煉鐵，主要反應(yīng)的化學(xué)反方程式是_。在此反應(yīng)中，氧化劑是_，還原劑是_，鐵元素的化合價(jià)由_價(jià)變?yōu)開(kāi)價(jià)。7.鐵在地殼中含量居所有金屬元素的第 位，由于鐵的化學(xué)性質(zhì) ，所以鐵在地殼中以 形式存在。常見(jiàn)的含鐵的礦物有：磁鐵礦（主要成分為 ）、赤鐵礦：（主要成分為 ）。工業(yè)煉鐵時(shí)，把 、 、 一起加入高爐，利用焦炭與氧氣反應(yīng)生成的 把鐵從 里還原出來(lái)。8.鐵匠師傅常采用將紅熱的鐵器浸入水中急速冷卻的方法增加鐵器的硬度，此法稱為“淬火”。紅熱的鐵與水可生成四氧化三鐵和氫氣，發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為 ，基本反應(yīng)類(lèi)型是 ?！局锌贾蓖ㄜ?chē)】9.下列有關(guān)鐵的說(shuō)法錯(cuò)誤的是（ ） A地殼中鐵元素含量排在第四位 B在鐵制品表面鍍鋅可防銹 C用鐵礦石與焦炭在高爐內(nèi)煉鋼 D生鐵的含碳量比鋼的含碳量高10.鐵的下列性質(zhì)中，屬于化學(xué)性質(zhì)的是（ ）A.有良好的延展性 B.在潮濕空氣中容易生銹 C.能導(dǎo)電 D.能導(dǎo)熱11.某化學(xué)興趣小組用一氧化碳與氧化鐵的反應(yīng)來(lái)探究煉鐵的原理，裝置如下圖所示。請(qǐng)回答有關(guān)問(wèn)題： (1)為避免一氧化碳污染空氣，并回收利用一氧化碳，方框中連接的是C和D，導(dǎo)管接口的連接順序?yàn)閍( )( )( )。C裝置中NaOH的作用是 。 (2)實(shí)驗(yàn)開(kāi)始時(shí)，應(yīng) (填“先加熱再通CO”或“先通CO再加熱”)，目的是 。 (3)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行一段時(shí)間后，玻璃管A中出現(xiàn)的現(xiàn)象為 ，反應(yīng)方程式為 。 (4)除CO外，還有哪些物質(zhì)可以還原Fe2O3 (請(qǐng)寫(xiě)一物質(zhì)的化學(xué)式)。12.萊蕪素有“綠色鋼城”之美譽(yù)，作為全國(guó)“鋼鐵十強(qiáng)企業(yè)”的萊鋼集團(tuán)為上海世博會(huì)各展館的建設(shè)提供了數(shù)萬(wàn)噸鋼鐵材料。（1）萊鋼煉鐵廠常以焦炭、赤鐵礦（主要成分是氧化鐵）、空氣等為主要原料煉鐵，反應(yīng)過(guò)程如圖所示。其中焦炭的作用是_。（2）電化學(xué)腐蝕是金屬腐蝕的主要原因。當(dāng)兩種活潑性不同的金屬在潮濕的環(huán)境中接觸時(shí)，因形成原電池，活潑性強(qiáng)的金屬首先被腐蝕。利用這一原理，為了保護(hù)輪船的鋼質(zhì)外殼，通常在行駛的輪船外殼上連接_ （填“銅板”、“鋅板”）。 （3）為了滿足某些尖端技術(shù)發(fā)展的需要，人們又合成了許多新型合金材料。儲(chǔ)氫合金是一類(lèi)能夠大量吸收H2，并與H2結(jié)合成金屬氫化物的材料。此過(guò)程發(fā)生了_變化（填“物理”、“化學(xué)”），儲(chǔ)氫合金屬于_ （填“純凈物”、“混合物”）。【拓展延伸】13.冶煉2240噸含雜質(zhì)3%的生鐵，需要含氧化鐵80%的赤鐵礦多少噸？請(qǐng)你根據(jù)化學(xué)方程式進(jìn)行計(jì)算。本題還有其他解法嗎？若有，說(shuō)明依據(jù)并列式；若沒(méi)有，可不必回答此問(wèn)。14.將一氧化碳通入盛有12克氧化鐵的試管內(nèi)，加熱反應(yīng)一段時(shí)間后，停止加熱，繼續(xù)通入一氧化碳至試管冷卻，此時(shí)，試管內(nèi)殘留固體的質(zhì)量為9.6克，計(jì)算反應(yīng)生成的鐵的質(zhì)量。【作業(yè)布置】金屬資源的利用和保護(hù)（第二課時(shí)） 一、學(xué)習(xí)目標(biāo)：1.通過(guò)探究鐵生銹的條件，掌握鐵生銹的原因。2.會(huì)據(jù)鐵生銹的條件，分析防銹措施。3.能列舉保護(hù)金屬資源的措施?！菊n前預(yù)習(xí)】一周前作準(zhǔn)備，根據(jù)P19的活動(dòng)與探究自己完成探究實(shí)驗(yàn)，完成下列問(wèn)題?！咎釂?wèn)】 【假設(shè)】 【設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)】各小組內(nèi)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)思路，然后進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)步驟現(xiàn)象結(jié)論試管中放一鐵釘，注入蒸餾水，一半在水中，一半在空氣中鐵生銹的條件是 與 、水蒸氣等發(fā)生 反應(yīng)的過(guò)程，且鐵銹不具有保護(hù)作用，原因是 試管中放一鐵釘，注入蒸餾水至完全浸沒(méi)試管烘干，放一鐵釘，用橡皮塞塞緊試管口1.回憶金屬活動(dòng)性順序表，說(shuō)說(shuō)鐵是怎樣的一種金屬？2.鋁不易被銹蝕原因是在空氣中與氧氣反應(yīng)，形成致密的 ，而鐵銹的主要成分是 ，很疏松，不起保護(hù)作用。3.保護(hù)金屬資源除防止 外，另一條重要的有效途徑是 ?！厩榫硨?dǎo)入】 二、自主探究：知識(shí)點(diǎn)四：鋼鐵的銹蝕與防護(hù)【自學(xué)】閱讀P19-20，結(jié)合你們的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，回答下列問(wèn)題：1.鐵制品銹蝕的實(shí)質(zhì)：鐵與空氣中的、等發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)。鐵銹的主要成分是。鐵銹的特點(diǎn)是很，不能等反應(yīng)，因此它可以全部被銹蝕。2.在金屬活動(dòng)性順序中，鋁比鐵活潑，為什么生活中鐵易生銹而鋁卻不生銹？【討論】完成課本P20“討論”3.如何防止鐵生銹？ 保持鐵制品表面的 與 。隔絕 ，在鐵制品表面加 ：如 、 、電鍍等。改變鐵的組織結(jié)構(gòu)：可制成耐腐蝕的合金，如 。知識(shí)點(diǎn)五：金屬資源保護(hù)【自學(xué)】閱讀課本P20-21，回答下列問(wèn)題。1.為什么要對(duì)金屬資源進(jìn)行保護(hù)？2.保護(hù)金屬資源的有效途徑是哪些？防止金屬 ； 金屬的 ； 、 地開(kāi)采礦物； 尋找金屬的 。3.你知道哪些廢舊金屬可對(duì)環(huán)境造成污染？【課堂小結(jié)】通過(guò)本節(jié)課的學(xué)習(xí)，你收獲了什么？【回顧反思】想想你有哪些疑惑？還有什么知識(shí)想進(jìn)一步探究？ 三、自我測(cè)評(píng)【課堂練習(xí)】課本P22.1.2.61.化學(xué)反應(yīng)往往需要在一定的條件下進(jìn)行。通過(guò)控制或改變反應(yīng)條件可以加快、減緩甚至阻止反應(yīng)的進(jìn)行。下列所反映的措施中，能加快其化學(xué)反應(yīng)速率的是（ ）A.鐵門(mén)表面噴漆 B.冰箱保存食物C.用扇子扇煤爐火，火會(huì)更旺 D.將木頭電線桿埋入地下的部分用火微微燒焦2.下列各種情況下，埋在地下的鑄鐵管道被銹蝕的速率最慢的是（ ）A.在潮濕、疏松、透氣的土壤中 B. 在含鐵元素較多的酸性土壤中C.在潮濕、致密、不透氣的土壤中 D. 在干燥、致密、不透氣的土壤中3.在車(chē)船表面刷油漆的目的是（ ）A.防止鋼鐵生銹且美觀 B.可以增大硬度防止撞壞C.增大厚度、防止磨損 D.改變鐵的顏色4.生活中廢棄的鐵鍋、鋁制易拉罐、銅線等可以歸為一類(lèi)加以回收利用，它們屬于（ ）A鐵礦石 B金屬或合金 C氧化物 D非金屬單質(zhì)5.在切過(guò)咸菜的菜刀的同一面上選相近的三處進(jìn)行下列實(shí)驗(yàn)：（1）一處用濕棉球濕潤(rùn)；（2）另一處用干布擦干；（3）第三處用干布擦干后，涂上一層食用油。放置一晝夜，觀察菜刀三處表面哪一處最容易生銹 ，由此你得到何種啟發(fā) 6.很多同學(xué)家里都有一些鐵質(zhì)勞動(dòng)工具，如鐵鍬、鋤頭、鐮刀等，不用時(shí)若保管不當(dāng)，他們很容易生銹，請(qǐng)你思考一下，回答以下問(wèn)題：鐵質(zhì)勞動(dòng)工具為什么容易生銹？ 請(qǐng)說(shuō)出一種除銹的方法 。若要防止鐵質(zhì)勞動(dòng)工具生銹，作為家庭，一般可采取哪些措？ 。7.汽車(chē) 機(jī)器齒輪 門(mén)把手 鋸條 鐵洗臉盆 鐵柜 鐵軸 剪刀等常見(jiàn)鐵制品，為防止它們生銹，通常適合采取下面哪一種方法（填序號(hào)）在其表面刷一層油漆 在其表面涂上機(jī)油 在其表面鍍上其它金屬 在其表面燒制搪瓷 使其表面氧化形成致密的氧化膜 【中考直通車(chē)】8.銅片長(zhǎng)期暴露在空氣中表面形成一層銅綠Cu2(OH)2CO3，下面物質(zhì)與該變化無(wú)關(guān)的是（ ）ACO2 BO2 CH2O DN29.某些食品包裝袋內(nèi)常有一小包“雙吸劑”用來(lái)吸收氧氣和水分，以防止食品腐蝕。下列物質(zhì)常溫下能與空氣中的氧氣和水分發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，反應(yīng)的產(chǎn)物又容易吸水，因而可用作“雙吸劑”的是（ ）A熟石灰 B炭粉 C鐵粉 D生石灰 10.菜刀在生活中有重要應(yīng)用。下列情況中，菜刀腐蝕由快到慢的是（ ） 切青菜后用清水沖洗切濕咸菜后未清洗切肥豬肉后放置 A B C D11.下列關(guān)于鐵的敘述正確的是（ ）A.切過(guò)泡菜的菜刀比置于潮濕空氣中的菜刀更易生銹 B.鐵與稀鹽酸反應(yīng)，生成FeCl3和H2C.能用鐵桶盛裝農(nóng)藥波爾多液 D.用稀硫酸除鐵銹，生成FeSO4和H2O12.磁鐵礦的主要成分是： ；（填化學(xué)式）寫(xiě)出CO與Fe2O3在高溫條件下反應(yīng)的化學(xué)方程式： ；高爐煉鐵得到的主要產(chǎn)品是 ；（填序號(hào)） A純鐵 B生鐵 C鋼鐵生銹的主要條件是鐵與水和 直接接觸。13.人類(lèi)每年都要從大自然中提取大量的金屬，用于滿足日常生活和工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的需要。鋼鐵是我們?nèi)粘Ｉ钪惺褂米疃嗟慕饘俨牧?。高爐煉鐵常以焦炭、鐵礦石、石灰石、空氣等為原料。煉鐵過(guò)程中，一氧化碳和赤鐵礦（主要成分為Fe2O3）反應(yīng)的化學(xué)方程式為 。我國(guó)鋼鐵年產(chǎn)量很高，但因銹蝕造成的損失也很驚人。人們常采取在鐵制品表面涂刷油漆或鍍上其他金屬等方法，以防止其銹蝕。上述方法所依據(jù)的原理是 。我國(guó)礦物儲(chǔ)量很豐富，但人均占有量并不多，請(qǐng)保護(hù)金屬資源！下面幾種做法中，可有效保護(hù)金屬資源的是 （填字母）。a.回收利用廢舊金屬制品；b.任意開(kāi)采鐵礦石；c.鐵制品不加處理，存放在潮濕的環(huán)境中；d.尋找、開(kāi)發(fā)金屬的代用品；14.鐵、鋁、銅市日常生活中使用最廣泛的金屬。上述三種金屬中，人類(lèi)最早大規(guī)模冶煉和使用的是銅，最晚的是鋁，原因是 （填序號(hào)）。A.三者在地殼中的含量，銅元素最高，鋁元素最低B.三者的金屬活動(dòng)性，銅元素最弱，鋁元素最強(qiáng)C.在自然界中，銅元素主要以單質(zhì)形式存在，鋁元素以化合物形式存在。常溫下一些金屬的物理性質(zhì)數(shù)據(jù)如下：金屬單質(zhì)銅鋁鋅鐵鉛導(dǎo)電性（以銀的導(dǎo)電性為100作標(biāo)準(zhǔn)）996127177.9密度/（gcm3）8.922.707.147.8611.3熔點(diǎn)/10836604191535328硬度（以金剛石的硬度為10作標(biāo)準(zhǔn)）2.5-32-2.92.54-51.5分析上述數(shù)據(jù)，碎石用的大錘常用鐵制而不用鋁制，原因是 銅器長(zhǎng)期暴