第八單元金屬和金屬材料課題3金屬資源的利用和保護(hù)（第1課時(shí)）地球上的金屬資源元素名稱質(zhì)量分?jǐn)?shù)/%鋁7.73鐵4.75鈣3.45鈉2.74鉀2.47鎂2.00鋅0.008銅0.007銀0.00001金0.0000005地殼中含量最高的金屬元素是

。年產(chǎn)量最高的是

。鋁金屬元素在地殼中的含量銅的含量并不高，為什么普遍使用于日常生活和工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)呢？鐵、鋁、銅銅的活動性比鐵和鋁

，容易冶煉。弱新知探究地球上的金屬資源廣泛地存在于地殼和海洋中，除了金、銀等有單質(zhì)形式存在（如下圖），金屬多以化合物的形式存在。金、銀的金屬活動性

。自然界中以單質(zhì)形式存在的金和銀弱新知探究赤鐵礦（主要成分是

Fe2O3）磁鐵礦（主要成分是Fe3O4）鋁土礦（主要成分是Al2O3）赤銅礦（主要成分是

Cu2O）金紅石（主要成分是TiO2）軟錳礦（主要成分是MnO2）一些金屬礦石

金屬礦物大多數(shù)金屬在自然界中是以金屬礦物形式存在的。礦產(chǎn)名稱單位2023年儲量鐵礦礦石

億噸169.17鋁土礦礦石

萬噸70752.22錳

礦礦石

萬噸26129.79鋅礦金屬

萬噸5992.71銅礦金屬

萬噸4064.79金礦金屬

噸3203.77銀礦金屬

噸66866.44新知探究我國金屬礦物種類比較齊全，礦物儲量也很豐富。數(shù)據(jù)源自《中國礦產(chǎn)資源報(bào)告2024》金屬單質(zhì)提煉新知探究

稀土資源的利用和保護(hù)

稀土元素是儲量較少的一類金屬元素的統(tǒng)稱，有“工業(yè)的維生素”的美譽(yù)，是重要的戰(zhàn)略資源，廣泛應(yīng)用于新能源、新材料、航空航天、電子信息等尖端科技領(lǐng)域。徐光憲（1920—2015）

徐光憲院士，2008年度國家最高科學(xué)技術(shù)獎獲得者。徐光憲和他的團(tuán)隊(duì)研發(fā)了稀土分離技術(shù)，使我國能夠自主分離稀土產(chǎn)品，到目前為止，我國的稀土儲量居世界第一位，稀土的年生產(chǎn)量和年消費(fèi)量也都居世界前列。新知探究以礦石為原料提煉金屬，其中，提煉量最大的是？赤鐵礦（主要成分是Fe2O3）磁鐵礦（主要成分是Fe3O4）一些鐵礦石《天工開物》記載的我國古代煉鐵示意圖北京首鋼園——鐵新知探究

鐵的冶煉

Fe2O3＋3CO2Fe＋3CO2高溫該反應(yīng)被應(yīng)用于實(shí)際生產(chǎn)時(shí)，生產(chǎn)工藝和生產(chǎn)設(shè)備需要注意哪些問題？煉鐵的主要原理是一氧化碳與氧化鐵反應(yīng)，其化學(xué)方程式如下：設(shè)備高爐原理Fe2O3+3CO2Fe+3CO2高溫原料鐵礦石：提供鐵元素焦炭：提供還原劑，

提供能量空氣：提供所需氧氣石灰石：除去鐵礦石中

的雜質(zhì)設(shè)備高爐產(chǎn)物生鐵（主要含鐵，混合物）（供熱、CO2）1、C+O２

CO2點(diǎn)燃（制還原劑）2、C+CO2

2CO高溫3、3CO+Fe2O3

2Fe+3CO2高溫4、ＣaCO3

CaO+CO2(與雜質(zhì)反應(yīng)，除雜)高溫CaO＋SiO2=CaSiO3硅酸鈣(爐渣）高溫新知探究

設(shè)備與工藝——提高CO的利用率

適當(dāng)增加爐體高度，延長反應(yīng)物接觸時(shí)間

熱空氣密度較小，從下方鼓入剩余CO回收利用;高爐氣體回收利用赤鐵礦石、焦炭和石灰石密度較大，粉碎后從上方加入液態(tài)的生鐵從下方流出爐渣從下方排出新知探究新知探究

用1000t含氧化鐵80%的赤鐵礦石，理論上可以煉出含鐵96%的生鐵的質(zhì)量是多少（計(jì)算結(jié)果保留一位小數(shù)）？相對原子質(zhì)量：C12

O16

Fe56含雜質(zhì)物質(zhì)的化學(xué)方程式的計(jì)算在實(shí)際生產(chǎn)中，所用的原料或產(chǎn)物一般含有雜質(zhì)。而在計(jì)算用料和產(chǎn)量時(shí)，只有純凈物才能代入化學(xué)方程式進(jìn)行計(jì)算。

混合物純凈物

純凈物合金（混合物）生鐵（主要含鐵）鐵礦石Fe2O3Fe

物質(zhì)的純度

=×100%

不純物的總質(zhì)量純凈物的質(zhì)量（純凈物的質(zhì)量分?jǐn)?shù)）Fe2O3+3CO===2Fe+3CO2高溫解：1000t赤鐵礦石中含氧化鐵的質(zhì)量為1000t×80%＝800t。設(shè)800t氧化鐵理論上可以煉出鐵的質(zhì)量為x。160

112800t

x160800t=112xx＝560t折合含鐵96%的生鐵的質(zhì)量為560t÷96%＝583.3t（純化雜

）用1000t含氧化鐵80%的赤鐵礦石，理論上可以煉出含鐵96%的生鐵的質(zhì)量是多少（計(jì)算結(jié)果保留一位小數(shù)）？相對原子質(zhì)量：C12

O16

Fe56方法2：根據(jù)化學(xué)式：（鐵元素質(zhì)量守恒）

1000t×80%×70%÷96%=583.3t1．某鋼鐵廠每天需消耗5000t含F(xiàn)e2O376%的赤鐵礦石，該廠理論上可日產(chǎn)含F(xiàn)e98%的生鐵的質(zhì)量是多少？2．冶煉2000t含雜質(zhì)3%的生鐵，需要含F(xiàn)e3O490%的磁鐵礦石的質(zhì)量是多少？3.用“W”型管進(jìn)行微型實(shí)驗(yàn)，如圖所示，下列說法錯誤的是（

）A.a處紅褐色粉末變?yōu)楹谏獴.a處實(shí)驗(yàn)結(jié)束時(shí)先停止通入CO，后停止加熱C.b處澄清石灰水變渾濁證明有二氧化碳生成D.可利用點(diǎn)燃的方法進(jìn)行尾氣處理B基礎(chǔ)鞏固題4.小明的筆記中有一處不符合題意，你認(rèn)為是圖中的哪一處（）

A.a處

B.b處

C.c處

D.d處B能力提升題（1）實(shí)驗(yàn)前要先通入一氧化碳，然后再加熱；實(shí)驗(yàn)過程中觀察到硬質(zhì)玻璃管內(nèi)的紅色物質(zhì)逐漸變?yōu)開_____色，寫出反應(yīng)的化學(xué)方程式

。（2）實(shí)驗(yàn)過程中必須對尾氣進(jìn)行處理，利用支架調(diào)節(jié)酒精燈的高度，用酒精燈火焰的_________點(diǎn)燃。（3）通過上述實(shí)驗(yàn)探究，同學(xué)們總結(jié)一氧化碳的化學(xué)性質(zhì)有_____________________。5．興趣小組的同學(xué)利用下圖裝置探究工業(yè)煉鐵的化學(xué)原理。能力提升題黑3CO+Fe2O32Fe+3CO2外焰還原性、可燃性金屬的銹蝕與防護(hù)知識點(diǎn)2人們采取了許多措施，但每年全世界因生銹而損失的鋼鐵約占世界年產(chǎn)量的四分之一！金屬腐蝕在生活中非常普遍鐵制品銹蝕的條件【探究實(shí)驗(yàn)】實(shí)驗(yàn)儀器：鐵釘、試管、蒸餾水、植物油、棉花和干燥劑氯化鈣實(shí)驗(yàn)方法：控制變量法、對照試驗(yàn)②①③②中為什么要用煮沸過的蒸餾水并在水面上覆蓋植物油？③中為什么要放入棉花并在棉花上放上氯化鈣干燥劑？新知探究進(jìn)行實(shí)驗(yàn)新知探究①②對比可知，鐵生銹需要與

接觸。H2OO2現(xiàn)象①②③多物質(zhì)體系中控制變量做對比實(shí)驗(yàn)的研究模型分析推理①部分浸在水中②浸沒在水中（植物油封）③干燥的空氣中√√╳√╳√生銹不生銹不生銹①③對比可知，鐵生銹需要與

接觸。氧氣水課堂小結(jié)鐵同時(shí)與空氣中氧氣、水蒸氣發(fā)生反應(yīng)Fe＋H2O＋O2

Fe2O3?xH2O銅銹：生成銅綠，主要成分Cu2(OH)2CO3)堿式碳酸銅，結(jié)構(gòu)比較疏松，說明銅生銹條件是與空氣中

、

、

。抗腐蝕性能較

。紅棕色

鐵生銹需要什么條件？氧氣水二氧化碳弱新知探究鐵銹為什么不能起保護(hù)作用？反思與評價(jià)鋁、鉻抗腐蝕性能好鋁、鉻表面有致密的氧化膜，可阻止內(nèi)層金屬被氧化鐵與氧氣、水等反應(yīng)生成的鐵銹很疏松，不能阻礙里面的鐵接觸氧氣和水。課堂小結(jié)Fe＋H2O＋O2

Fe2O3?xH2O控制反應(yīng)物控制生成物及時(shí)除銹鍍鉻隔絕氧氣隔絕水改變金屬內(nèi)部結(jié)構(gòu)

如何防止鐵制品生銹？【防銹原理】隔絕水隔絕氧氣改變金屬內(nèi)部結(jié)構(gòu)學(xué)以致用Fe＋H2O＋O2

Fe2O3?xH2O具體措施保持