第八单元 金属和金属材料,课题3 金属资源的利用和保护 第1课时,新知导入,如图1表示金属活动性顺序表中铜、铁和铝被人类大规模开发、利用的大致年限。,提疑：为什么铜的开发使用比铁和铝早数千年？金属被大规模开发、利用主要和金属的哪些性质和特点有关？钠、镁等金属为什么在自然界中不能以单质形式存在，而是以化合物形式存在于各种矿物之中？,新知讲解,金属在自然界中的存在形式,自然界中以单质 形式存在的金,自然界中以单质形 式存在的银,少数很不活泼的金属（Au、Ag）以单质形式存在，大多数金属以化合物的形式存在。,新知讲解,金属在自然界中的存在形式,地球上的金属资源广泛地存在于地壳和浩瀚的海洋中，除少数很不活泼的金属如金、银等有单质形式存在外，其余都以化合物形式存在。,新知讲解,金属元素在地壳中含量,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他领域。其中，提取量最大的是铁。,新知讲解,常见矿石及主要成分,黄铁矿(FeS2),菱铁矿(FeCO3),铝土矿(Al2O3),黄铜矿(CuFeS2),辉铜矿(Cu2S),赤铁矿(Fe2O3),新知讲解,二、一氧化碳还原氧化铁,赤铁矿,（主要成分是Fe2O3),在地壳中，矿物常与岩石混合共存在一起，形成矿石。,猜测一下：我国古代利用金属单质的顺序是怎样的？为什么会这样？为什么又称作金属？,新知讲解,二、一氧化碳还原氧化铁,早在春秋战国时期，我国就开始生产和使用铁器， 从公元1世纪起，铁便成了一种最主要的金属材料。,新知讲解,二、一氧化碳还原氧化铁,古代炼铁,新知讲解,二、一氧化碳还原氧化铁,新知讲解,二、一氧化碳还原氧化铁,2、装置：,1、实验原理：,新知讲解,二、一氧化碳还原氧化铁,3、步骤,检查装置气密性； 装入样品并固定； 向玻璃管内通入CO气体； 给氧化铁加热； 停止加热； 停止通入CO。,讨论,1.先通CO还是先点燃酒精灯？为什么？,先通后点的原因是排净空气，防止加热一氧化碳和空气的混合气而发生爆炸。,2.先熄灭酒精灯还是先停止通CO？为什么？,防止被还原出的铁在较高的温度下重新被氧化,新知讲解,二、一氧化碳还原氧化铁,4、现象(及方程式的解释),玻璃管里红色粉末逐渐变成黑色； 澄清石灰水变浑浊； 点燃尾气时，产生蓝色火焰。,新知讲解,二、一氧化碳还原氧化铁,7、尾气处理,思考：1、酒精灯的作用？,点燃尾气，防治污染空气。,思考：2、你能否想到一个更好的处理方法？,尾气管出口通至酒精喷灯火焰处,小结：尾气处理：用燃着的酒精灯将尾气点燃或 用气球收集尾气,新知讲解,二、一氧化碳还原氧化铁,讨论,1、如何验证反应中生成了什么物质？,将产生的气体通入到澄清石灰水中，澄清石灰水变浑浊，则生成二氧化碳：CO2+Ca(OH)2=CaCO3+H2O ；红色粉末变黑色，用磁铁检验，证明黑色粉末为铁。,2、石灰水的作用有哪些？,澄清石灰水用来检验生成物二氧化碳，并吸收二氧化碳，便于处理尾气。,新知讲解,三、铁的冶炼,新知讲解,上海宝山钢铁公司炼铁高炉,三、铁的冶炼,新知讲解,1.原料：,2.原理：,在高温下，利用_______与_______反应生成的________把铁从铁矿石中还原出来。,化学方程式：,焦炭,氧气,一氧化碳,三、铁的冶炼,黄铁矿 FeS2,赤铁矿 Fe2O3,菱铁矿 FeCO3,磁铁矿 Fe3O4,石灰石、铁矿石 焦炭、空气,70%,48.27%,46.67%,72.41%,含铁量,新知讲解,三、铁的冶炼,高炉,3、设备：,新知讲解,三、铁的冶炼,4、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。,新知讲解,三、铁的冶炼, 产生一氧化碳 提供热量,将铁矿石中的 SiO2转变为炉渣,（Fe2O3）,5、炉内主要反应,新知讲解,四、含杂质的化学反应计算,注意： 带入化学方程式计算的数据应是纯净物的质量，即必须把含杂质的物质换算成纯净物。,1、纯物质的质量= 不纯物质的质量物质的质量分数,2、不纯物质的质量=纯物质的质量物质的质量分数,新知讲解,四、含杂质的化学反应计算,例：用1000t含氧化铁80%的赤铁矿矿石，理论上可炼出含铁96%的生铁多少吨？,解：1001t赤铁矿石中含氧化铁的质量为1000t80%=800t,256 800t x,折合为含铁96%的生铁质量为 560t96%=583t,答：理论上可炼出含铁96%的生铁583吨,跟踪练习,某炼铁厂每天生产1000 t含Fe 96%的生铁,理论上需消耗含Fe2O3 70%的赤铁矿石多少吨?,x =1959.2 t。 答:需消耗含Fe2O3 70%的赤铁矿石1959.2吨。,160112 70%x960 t,160112 70%x 960 t,1、工业炼铁中会发生一氧化碳与氧化铁的反应，该反应中发生还原反应的物质是( ) ACO BFe2O3 CCO2 DFe 2、如图为一氧化碳还原氧化铁实验。下列说法中正确的是（） A开始时应先预热玻璃管，后通入一氧化碳 B实验中玻璃管里粉末由黑色逐渐变成红粽色 C参加反应的氧化铁和一氧化碳质量比为40：7 D将尾气点燃或收集，可防止一氧化碳污染空气,跟踪练习,B,D,3、如图装置可以做CO还原Fe2O3的实验并检验该反应的气体生成物。已知由一氧化碳发生装置得到的CO中混有杂质CO2和H2O （1）写出B装置玻璃管内反应的化学方程式 。 （2）从环保角度考虑，请写出一种尾气处理方法 。 （3）若没有A装置，则该实验不能达到检验气体生成物的目的，请说明原因 。,跟踪练习,在装置C的短导管处放一盏点燃的酒精灯,无法证明使澄清的石灰水变浑浊的气体是否来自于反应后新生成的,课堂总结,1、在一定条件下，一氧化碳、木炭都能与氧化铜发生反应，下列叙述正确的是( ) A反应产生的气体都有毒 B反应中都有红色固体生成 C反应类型都是置换反应 D反应的生成物不同 2、某化学兴趣小组用以装置探究炼铁原理，关于该装置和反应过程描述错误的是（） A盛装药品前应先检查装置气密性 B加热前要先通CO，加热后B中出现浑浊 C已知方框中连接的是C和D，导管口的连接顺序为abcd D这种方法“炼”出的铁与工业上炼出的生铁在组成上最大的区别是不含碳,达标检测,B,C,3、2014年12月28日，青烟威荣高铁正式通车高铁建设要消耗大量铝、铁等金属 工业上常用电解氧化铝的方法冶炼金属铝，该反应属于 （填字母序号）。 A化合反应 B分解反应 C置换反应 D复分解反应 某兴趣小组在实验室中利用CO气体模拟炼铁的原理，如图2所示 为了避免装置A中玻璃管在加热时可能发生爆炸，加热前应 。 装置A玻璃管中发生反应的化学反应方程式是 。 装置B除了吸收CO2气体外，还有 作用。,课堂检测,B,先通一氧化碳排出玻璃管内的空气,可收集纯净的一氧化碳，防止一氧化碳逸出污染空气,达标检测,用1000 t含氧化铁为80%的赤铁矿石，理论上可以炼出含铁96%的生铁的质量是多少？,板书设计,铁的冶炼,一、金属在自解界的存在有单质和化合物两种状态,二、一氧化碳还原氧化铁,三、铁的冶炼,四、含杂质的化学反应计算,原理是高温下，一氧化碳夺取铁矿石里的氧，将铁还原出来,公众号：中小学课堂汇,全国各地各学科课件、教案、学案、习题、试题、教学视频、公开课、优质课