课题3金属资源的利用和保护

课题3金属资源的利用和保护（第1课时）

【探索目标】：

1、知道一些常见金属如铁、铝、铜等的矿物，了解从铁矿石中将铁还原出来的方法。 2、会根据化学方程式对含有某些杂质的反应物或生成物进行有关计算。 3、了解金属锈蚀的条件以及防止金属锈蚀的简单方法。 4、认识回收利用废旧金属等金属资源保护的重要性。 【探索导航】：

一、金属在自然界中的存在

绝大多数的金属在自然界中以 形式存在，而金、银等少数金属能以 形式存在。

（1）概念：工业上把能用来 叫做矿石。 （2）常见的矿石

名称 赤铁矿 黄铁矿 菱铁矿 铝土矿 黄铜矿 辉铜矿

主要成分 Fe2O3 FeS2 FeCO3 Al2O3 CuFeS2 Cu2S （3）各

种矿石均为 （物质分类）。其中仅以金、银等以 形式存在

（4）矿石的选择一要考虑金属元素的含量，二要考虑是否含污染元素如硫、氮等。 二、铁的冶炼

1、实验室用一氧化碳还原氧化铁

⑴实验装置 ：如右图所示 ⑵实验步骤：

检查装置气密性→装药品并

固定→点燃尾气处的酒精灯→通入一氧化碳气体→对试管中的Fe2O3加热→停止加热→停止通一氧化碳气体

⑶实验现象：红色粉末逐渐变为 色；澄清石灰水变 ；尾气有 色火焰

2、实验原理：

化学方程式： 。 注意事项：

⑴实验前必须检验一氧化碳气体的 ，并严格操作步骤。

⑵操作时，若无酒精喷灯，也可在酒精灯火焰上添加铁网，以达到反应的温度。 ⑶一氧化碳有剧毒，尾气必须 。 3、工业冶铁

⑴原料： 、空气 ⑵主要反应原理：在高温下，利用焦炭与氧气反应产生的 把铁从铁矿石中 出来 （3）主要设备：高炉 （4）产品：生铁 跟踪练习：

1.炼铁的主要反应原理是在 条件下，利用焦碳和氧气生成的 从含铁的矿石中将铁还原出来，常见的铁矿石有（填主要成分化学式）：赤铁矿 ，磁铁矿 等。

2.在地壳中，铁元素常以 形式存在，原因是 ；在铁合金中，铁元素以 形式存在，铁元素的化合价为 。 三、实际生产中的计算：（课本第17页例题）

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换算关系：纯净物的质量=混合物的质量×纯度

跟踪练习：1. 100 t含Fe2O380%的赤铁矿石能冶炼出含杂质3%的生铁多少吨？

2．用一氧化碳冶炼含铁96%的生铁50t，需纯度为80%的赤铁矿石多少吨？

【课后训练】：

1、下列物质属于纯净物的是（ ）。

A．生铁 B．钢 C．赤铁矿 D．金刚石

2、铁丝在空气中灼热发红，但不能燃烧，这一事实与下列哪一因素关最密切（ ）。

A．铁丝的表面积 B．氧气的浓度 C．燃烧区的温度 D．铁的着火点 3、在下列化学反应过程中，铁元素的化合价降低的是（ ）。

A．铁片与稀硫酸发生置换反应 B．铁片在潮湿的空气中生锈 C．铁片放入硫酸铜溶液中 D．用赤铁矿石炼铁 4、实验室里，用如右图所示装置还原氧化铁的过程中，可能生成四氧化三铁、氧化亚铁或铁等固体物质。关于该实验，下列说法错误的是（ ） A. 实验时，试管中澄清的石灰水变浑浊，证明该反应有二氧化碳生成

B. 实验结束时，玻璃管中红色的氧化铁粉末变成黑色，该产物不一定是铁

C. 反应后，玻璃管中的固体物质的质量比反应前减少了，证明一定有铁生成 D. 为了减少空气污染，应增加尾气处理装置 5、根据下列图示的转化关系，回答有关问题。

(1)若A为气体，B为红色固体，则化合物乙为(填化学式。下同)___________； 单质A 单质B (2)若B为气体，乙的水溶液呈浅绿色，则A为 。 化合物甲 化合物乙 6、 A、B、C、D、E为初中化学常见的物质，其中A、C为金属单质，E为非金属单质，下图是它们之间的相互转化关系。（提示：

CuO+H2SO4==CuSO4+H20）

请回答：(1)反应①的基本反应类型是 ；

(2)C的化学式为 。

(3)写出物质E和B在加热条件下反应的化学方程式 。

(4)右图转化中产生无色气体E的原因是 。 7、某钢铁厂高炉炼钢的主要原料是焦炭、赤铁矿（主要成分为Fe2O3）、空气等，主要 反应过程如图所示：

（1）在上图方框中写出有关反应的生成物的化学式。 （2）写出②、③两步反应的化学方程式。

② 、③ 8、某课外活动小组，为了检测本地钢铁厂生铁产品的质量，在实验室中称取生铁屑样品10.0g放入烧杯中，加入一定质量的稀硫酸。加热，使之充分反应(杂质不参加反应)。然后冷却、称量。反应后烧杯中物质的质量比反应前减少了0.34g。计算： (1)生铁样品杂质的含量；

(2)生产100t这种生铁，至少需要含氧化铁80％的赤铁矿石的质量。

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课题3金属资源的利用和保护（第2课时）

四、金属资源保护

（一）金属的腐蚀和保护

⑴铁锈蚀条件的探究

铁与 、 等物质相互作用，生成疏松多孔的铁锈，铁锈的成分主要是 。⑵破坏铁制品锈蚀的条件，就能防止铁制品锈蚀，具体方法有：

a．保持铁制品的 ；b．形成 ，如涂油、刷漆、电镀、搪瓷等； c．形成 ，如制成不锈钢。 跟踪练习：

1铁生锈实际 是 、 和 等物质相互 作用，发生氧化的过程，因此铁锈中至少含有 种元素。全世界每年因生锈损失的钢铁占世界年产量的 ，防止铁制品生锈，除了要保持铁制品表面 和 外，最常用的方法是 。 2.被雨水淋湿的自行车，应（ ）

A.先用布擦干，再用带油的布擦拭 B.在自行车表面刷一层油漆 C.用布擦干即可 D.晾干后，用盐酸除去锈层 3.铁钉在下列哪种情况下容易生锈（ ）

A.在干燥的空气中 B.浸没在水中 C.部分浸入食盐水中 D.浸没在植物油中 4.下列有关铁生锈的叙述错误的是（ ）

A.铁生锈时一定伴随物理变化 B.铁生锈的实质是铁与空气中氧气反应，生成氧化铁 C.铁生锈时，铁发生了缓慢氧化 D.铁生锈时会有难以察觉的热量放出

5. 某同学年三十晚上帮妈妈做饭，切完菜后就把菜刀放在砧板上，第二天早晨发现菜刀生锈了，试问：（1）菜刀上是否发生了化学反应？ 。

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（2）菜刀为什么会生锈？ 。（3）为了防止这把菜刀生锈，该同学应该怎么做？ 。 （二）保护金属资源的有效途径

1.防止金属 ； 2. ； 3. 的开采矿藏； 4.寻找金属的 。 跟踪练习：

1.有关金属资源的叙述错误的是（ ）

A. 地球上金属资源大多数以化合物形式存在 B. 目前世界年产量最高的金属是铁

C.保护金属资源的惟一途径是防止金属的腐蚀 D.地球的金属资源是有限的，而且不能再生 2.下列认识不正确的是 （ ） ．．．

A．钢是很纯的铁 B．铁锈的主要成分是Fe2O3?xH2O C．隔绝空气和水可以防止铁生锈 D．被腐蚀的铁制品应该加以回收

3．去年上海世博会中国国家馆，由于形状酷似一顶古帽，被命名—“东方之冠”，给人强烈的视觉冲击。“东方之冠”的主体结构为四根巨型钢筋混凝土制成的陔心筒。根据你所学的化学知识回答：

（1）钢筋属于 材料，其主要成分是铁，写出铁的化学式： 。 （2）被混凝土严密包裹的钢筋不易生锈的原因是 。 （3）对废旧钢筋进行回收利用的目的是 （填“合理开采矿物”或“节约金属资源”）。

4．人类每年都要从大自然中提取大量的金属，用于满足日常生活和工农业生产的需要。 （1）钢铁是我们日常生活中使用最多的金属材料。高炉炼铁常以焦炭、铁矿石、石灰石、空气等为原料。炼铁过程中，一氧化碳和赤铁矿（主要成分为Fe2O3）反应的化学方程式为 。

（2）我国钢铁年产量很高，但因锈蚀造成的损失也很惊人。人们常采取在铁制品表面涂刷油漆或镀上其他金属等方法，以防止其锈蚀。上述方法所依据的原理是 。 （3）我国矿物储量很丰富，但人均占有量并不多，请保护金属资源！下面几种做法中，可有效保护金属资源的是 （填字母）。

a.回收利用废旧金属制品 b.任意开采铁矿石

c.铁制品不加处理，存放在潮湿的环境中 d.寻找、开发金属的代用品 【课后训练】：

1、在下列各种情况下，埋在地下的铸铁输气管道被腐蚀速度最慢的是（ ）。 A．在潮湿、疏松、透气的土壤中 B．在呈酸性的潮湿土壤中

C．在干燥、致密、不透气的土壤中 D．在含沙粒较多、潮湿、透气的土壤中 2、下列有关铁生锈的叙述错误的是（ ）

A．铁生锈时一定伴随物理变化 B．铁生锈时，铁发生了缓慢氧化

C．铁生锈的实质是铁与空气中氧气反应，生成氧化铁D．铁生锈时会有难以察觉的热量放出 3、为预防自行车生锈，下列做法中不合理的是 （ ）

A．车架表面喷涂油漆 B．钢圈表面镀防护金属 C．链条表面涂机油 D．露天放置，日晒雨淋

4、随着人们生活质量的不断提高，各种电池的用量大幅增加，废电池回收集中处理的问 题被提到议事日程上来。回收废电池主要是为了（ ）。

A．利用废电池外壳的金属材料 B．利用废电池中的石墨电极 C．防止废电池中铅、镉、汞等重金属对土壤和水源的污染 D．防止废电池中渗漏的液体对其它物品的腐蚀

5、金属材料在生活中普遍使用。铁制品表面的锈要及时除去，这是因为铁锈 ，会加快铁制品的锈蚀。铝制品不需要除锈，这是因为铝表面能形成

，可以阻止铝进一步氧化。

6、我国最早人工冶炼铁的制品是甘肃灵台出土的秦国铜柄钢剑，这说明在春秋战国时期我国已掌握了冶炼铁的技术。经分析测试该钢剑属于铁的合金，铁的合金有生铁和钢，钢是含碳量在 之间的铁合金，钢的含碳量越高，钢的硬度越（填“大”或“小”） 。钢剑由于年代久远，表面出现一层铁锈，铁锈主要成分是（填化学式） ，铁锈是由于铁跟（填化学式或名称均可） 发生反应而生成。 7、下列每组对比实验不能达到实验目的是 ．．实验目的 实验二 将带火星的木条伸入装有催化剂对化学反应速少量红砖粉和5mL5%的过率的影响 氧化氢溶液的试管中 将铁钉放入装有水的试管铁生锈是水和氧气共中，使铁钉一半被水淹没 同作用的结果 将银丝放入2mL10%的硫探究铁、铜、银三种酸铜溶液中 金属的活动性顺序 取10mL蒸馏水，通入过量将植物嫩叶浸泡在10mLD 二氧化硫气体，再将植物嫩酸雨危害的模拟实验 蒸馏水中 叶浸泡其中 8、将下面五种选项的序号分别填在横线上，每项只能用一次。 A.缓慢氧化 B.疏松多孔 C.受空气和水的共同作用 D.使铁器与空气隔绝 E.没有水分存在铁不易生锈

①钢铁锈蚀条件____________。 ②钢铁锈蚀的过程属于_________________。 ③铁锈状态 _________ ___。 ④使铁保持干燥_________ ___________。 ⑤铁器表面喷漆____________。

9、把一团光亮的细铁丝塞入大试管内，将试管倒插水中后再固定好(如右 图)，放置一段足够的时间(约一周，且室温不变)后，观察到铁丝表面有 __________(写名称)生成，试管内水面将___________(填“上升”、“下降 ”、“不变”)，此时试管内的压强___________大气压(填“大于”、“小于”、 “等于”)。

11、多数食品容易吸收空气中的水分而潮湿，并吸收空气中的氧气而腐败。生产上多在食品中 放入一小包CaO粉末，可使食品保持干燥；现已研究成功在食品中放入一小包铁粉(包裹在多 孔泡沫塑料袋中)，铁粉吸收水分和氧气，变为铁锈。用铁粉代替CaO粉末的优点是：___________________ 。 12、请回答下列有关金属的问题。

(1)铝是活泼金属，为什么通常铝锅却很耐腐蚀?

答 。 (2)右边是某探究实验装置图。一段时间后，能观察到什么现象? (装置气密性良好，且开始时U型管两端的红墨水液面相平)

答 。

(3)X、Y、Z是三种金属固体，将X和Y浸入稀硫酸中，Y溶解并产生氢气，X无变化；将X和Z浸入硝酸银溶液中，X表面有银析出而Z无变化。

①判断X、Y、Z和银四种金属的活动性由强到弱的顺序。答 。 ②具体确定一种X后，写出X与硝酸银溶液反应的化学方程式 。

[来源:Zxxk.Com][来源:Zxxk.Com]选项 实验设计 实验一 将带火星的木条伸入装有A 5mL5%的过氧化氢溶液的试管中 将铁钉放入干燥的试管中B 并将试管口密封 将铁丝放入2mL10%的硫C 酸铜溶液中

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