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化学九年级下册第八单元 金属和金属材料课题 3 金属资源的利用和保护背景图ppt课件
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这是一份化学九年级下册第八单元 金属和金属材料课题 3 金属资源的利用和保护背景图ppt课件，共25页。PPT课件主要包含了常见的金属矿石，生熟炼铁炉一，生熟炼铁炉二，我国古代炼铁图，铁的冶炼，宝钢炼铁高炉，金属资源保护，金属的腐蚀与防护，铁制品锈蚀的条件，铁钉锈蚀条件的探究等内容，欢迎下载使用。
教学目标1．知道常见的金属如铁、铝、铜等矿物；了解从铁矿石中将铁还原出来的方法、金属锈蚀的条件以及防止金属锈蚀的简单方法。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. 知道废旧金属对环境的污染，认识回收利用废旧金属等金属资源保护的重要性和主要途径。4．通过实验，让学生了解炼铁的原理，使学生认识化学原理对实际生产的指导作用。5．通过对某些含有杂质的物质的计算，使学生把化学原理、计算和生产实际结合在一起，培养学生灵活运用知识的能力，引导到学生关注身边的化学，增强社会责任感。
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
地球上的金属资源广泛地存在于地壳和海洋中，除少数很不活泼的金属如金、银等有单质形式存在外，其余都以化合物的形式存在。
金属元素在地壳中的含量
工业上从含有金属元素并有开采价值的矿石中提炼金属。常见的金属矿石如下图所示。
我国是世界上已知矿物种类比较齐全的少数国家之一， 矿物储量也很丰富， 其中钨、钼、钛、锡、锑等储量居世界前列，铜、铝、锰等储量在世界上也占有重要地位。
大自然向人类提供了丰富的金属矿物资源，人类每年要提取数以亿吨计的金属，用于工农业生产和其他领域。其中，提取量最大的是铁。
早在春秋战国时期，我国就开始生产和使用铁器，从1 世纪起，铁便成了一种最主要的金属材料。
炼铁的原理是利用一氧化碳与氧化铁的反应。在实验室里，可以利用下图所示的装置进行实验。从实验中可以看到，玻璃管里的粉末由红色逐渐变黑，这种黑色的粉末就是被还原出来的铁；试管里澄清石灰水变浑浊，证明有二氧化碳生成。反应的化学方程式如下：
我国为纪念1996 年钢产量突破1 亿吨而发行的邮票。2010 年中国粗钢产量已超过6 亿吨
铁矿石冶炼成铁是一个复杂的过程。把铁矿石、焦炭和石灰石一起加入高炉，在高温下，利用炉内反应生成的一氧化碳把铁从铁矿石里还原出来，高炉内的主要化学反应如下图所示。 在实际生产时，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。
炼铁高炉及炉内化学反应过程示意图
例题 用1 000 t 含氧化铁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？
解：1 000 t赤铁矿石中含氧化铁的质量为：1 000 t× 80% ＝ 800 t 设：800 t 氧化铁理论上可以炼出铁的质量为x。
160 2×56800 t x
折合为含铁96% 的生铁的质量为：560 t÷96%＝583 t 答： 1 000 t 含氧化铁80%的赤铁矿石，理论上可以炼出含铁96%的生铁583 t。
一方面，人类每年要向自然界索取大量的金属矿物资源，以提取数以亿吨计的金属。另一方面，根据有关报导，现在世界上每年因腐蚀而报废的金属设备和材料相当于年产量的20%~40%。这是多么惊人的数字呀！防止金属腐蚀已成为科学研究和技术领域中的重大问题。
根据你的生活经验，已经知道铁制品在干燥的空气中不易生锈，但在潮湿的空气中容易生锈，试通过实验对铁制品锈蚀的条件进行探究。 现有洁净无锈的铁钉、试管、经煮沸迅速冷却的蒸馏水（思考：为什么要用蒸馏水？）、植物油、棉花和干燥剂氯化钙。你还可以选用其他物品。仔细观察并参考下图所示的装置，设计实验证明铁制品锈蚀的条件。 注意每天观察铁钉锈蚀的现象，连续观察约一周，认真做好记录，并与同学进行交流。 通过探究，你对铁制品锈蚀的条件能得出哪些结论？
铁制品锈蚀的过程，实际上是铁与空气中的氧气、水蒸气等发生化学反应的过程。铁制品锈蚀需要条件， 例如， 要有能够发生反应的物质， 反应物要能相互接触，生成物不会对反应起阻碍作用，等等。铝与氧气反应生成的致密的氧化铝薄膜，能覆盖铝的表面，从而保护里层的铝不再与氧气反应；而铁与氧气、水等反应生成的铁锈（主要成分是Fe2O3 · xH2O）很疏松，不能阻碍里层的铁继续与氧气、水等反应，因此铁制品可以全部锈蚀。
了解了铁制品锈蚀的条件，就可以根据这些条件，寻找防止铁制品锈蚀的方法。
1. 通过对铁制品锈蚀条件的探究，你对防止铁制品锈蚀有什么建议？
2. 自行车的构件如支架、链条、钢圈等，分别采取了什么防锈措施？
矿物的储量有限，而且不能再生。根据已探明的一些矿物的储量，并根据目前这些金属的消耗速度，有人估计一些矿物可供开采的年限如下图所示（不包括今后新探明的矿物储量、一些国家的金属储备量和金属的回收利用等）。
据估计一些矿物可供开采的年限
怎样保护金属资源呢？ 除了前面讨论的应防止金属的腐蚀外，保护金属资源的另一条有效途径是金属的回收利用。据估算，回收一个铝质饮料罐比制造一个新饮料罐要便宜20%， 而且还可节约金属资源和95% 的能源。目前，世界上已有50% 以上的铁和90% 以上的金得到了回收利用。 废旧金属的回收利用还可以减少对环境的污染。例如，废旧电池中含有铅、镍、镉、汞等，如果将废旧电池随意丢弃，这些金属渗出会造成地下水和土壤的污染，威胁人类健康。将这些金属回收利用，不仅可以节约金属资源，而且可以减少对环境的污染，这是一举两得的好事。如在目前铅的生产量中，来自于汽车用过的铅酸蓄电池的再生铅就占有很大的比例。
保护金属资源的第三条有效途径是应有计划、合理地开采矿物，严禁不顾国家利益的乱采矿。其他途径还有寻找金属的代用品等。随着科学技术的发展， 新材料层出不穷。例如，目前已经广泛用塑料来代替钢和其他合金制造管道、齿轮和汽车零部件等。
1. 写出下列矿石主要成分的化学式。（1）赤铁矿： ； （2）磁铁矿： ；（3）菱铁矿： ； （4）铝土矿： 。2. 通过实验回答，铁钉在下列哪些情况下容易生锈？（1）在干燥的空气中。（2）在潮湿的空气中。（3）部分浸入食盐水中。（4）浸没在植物油中。
在（2）（3）两种情况下，铁钉容易生锈。
教学目标1．知道常见的金属如铁、铝、铜等矿物；了解从铁矿石中将铁还原出来的方法、金属锈蚀的条件以及防止金属锈蚀的简单方法。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. 知道废旧金属对环境的污染，认识回收利用废旧金属等金属资源保护的重要性和主要途径。4．通过实验，让学生了解炼铁的原理，使学生认识化学原理对实际生产的指导作用。5．通过对某些含有杂质的物质的计算，使学生把化学原理、计算和生产实际结合在一起，培养学生灵活运用知识的能力，引导到学生关注身边的化学，增强社会责任感。
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
地球上的金属资源广泛地存在于地壳和海洋中，除少数很不活泼的金属如金、银等有单质形式存在外，其余都以化合物的形式存在。
金属元素在地壳中的含量
工业上从含有金属元素并有开采价值的矿石中提炼金属。常见的金属矿石如下图所示。
我国是世界上已知矿物种类比较齐全的少数国家之一， 矿物储量也很丰富， 其中钨、钼、钛、锡、锑等储量居世界前列，铜、铝、锰等储量在世界上也占有重要地位。
大自然向人类提供了丰富的金属矿物资源，人类每年要提取数以亿吨计的金属，用于工农业生产和其他领域。其中，提取量最大的是铁。
早在春秋战国时期，我国就开始生产和使用铁器，从1 世纪起，铁便成了一种最主要的金属材料。
炼铁的原理是利用一氧化碳与氧化铁的反应。在实验室里，可以利用下图所示的装置进行实验。从实验中可以看到，玻璃管里的粉末由红色逐渐变黑，这种黑色的粉末就是被还原出来的铁；试管里澄清石灰水变浑浊，证明有二氧化碳生成。反应的化学方程式如下：
我国为纪念1996 年钢产量突破1 亿吨而发行的邮票。2010 年中国粗钢产量已超过6 亿吨
铁矿石冶炼成铁是一个复杂的过程。把铁矿石、焦炭和石灰石一起加入高炉，在高温下，利用炉内反应生成的一氧化碳把铁从铁矿石里还原出来，高炉内的主要化学反应如下图所示。 在实际生产时，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。
炼铁高炉及炉内化学反应过程示意图
例题 用1 000 t 含氧化铁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？
解：1 000 t赤铁矿石中含氧化铁的质量为：1 000 t× 80% ＝ 800 t 设：800 t 氧化铁理论上可以炼出铁的质量为x。
160 2×56800 t x
折合为含铁96% 的生铁的质量为：560 t÷96%＝583 t 答： 1 000 t 含氧化铁80%的赤铁矿石，理论上可以炼出含铁96%的生铁583 t。
一方面，人类每年要向自然界索取大量的金属矿物资源，以提取数以亿吨计的金属。另一方面，根据有关报导，现在世界上每年因腐蚀而报废的金属设备和材料相当于年产量的20%~40%。这是多么惊人的数字呀！防止金属腐蚀已成为科学研究和技术领域中的重大问题。
根据你的生活经验，已经知道铁制品在干燥的空气中不易生锈，但在潮湿的空气中容易生锈，试通过实验对铁制品锈蚀的条件进行探究。 现有洁净无锈的铁钉、试管、经煮沸迅速冷却的蒸馏水（思考：为什么要用蒸馏水？）、植物油、棉花和干燥剂氯化钙。你还可以选用其他物品。仔细观察并参考下图所示的装置，设计实验证明铁制品锈蚀的条件。 注意每天观察铁钉锈蚀的现象，连续观察约一周，认真做好记录，并与同学进行交流。 通过探究，你对铁制品锈蚀的条件能得出哪些结论？
铁制品锈蚀的过程，实际上是铁与空气中的氧气、水蒸气等发生化学反应的过程。铁制品锈蚀需要条件， 例如， 要有能够发生反应的物质， 反应物要能相互接触，生成物不会对反应起阻碍作用，等等。铝与氧气反应生成的致密的氧化铝薄膜，能覆盖铝的表面，从而保护里层的铝不再与氧气反应；而铁与氧气、水等反应生成的铁锈（主要成分是Fe2O3 · xH2O）很疏松，不能阻碍里层的铁继续与氧气、水等反应，因此铁制品可以全部锈蚀。
了解了铁制品锈蚀的条件，就可以根据这些条件，寻找防止铁制品锈蚀的方法。
1. 通过对铁制品锈蚀条件的探究，你对防止铁制品锈蚀有什么建议？
2. 自行车的构件如支架、链条、钢圈等，分别采取了什么防锈措施？
矿物的储量有限，而且不能再生。根据已探明的一些矿物的储量，并根据目前这些金属的消耗速度，有人估计一些矿物可供开采的年限如下图所示（不包括今后新探明的矿物储量、一些国家的金属储备量和金属的回收利用等）。
据估计一些矿物可供开采的年限
怎样保护金属资源呢？ 除了前面讨论的应防止金属的腐蚀外，保护金属资源的另一条有效途径是金属的回收利用。据估算，回收一个铝质饮料罐比制造一个新饮料罐要便宜20%， 而且还可节约金属资源和95% 的能源。目前，世界上已有50% 以上的铁和90% 以上的金得到了回收利用。 废旧金属的回收利用还可以减少对环境的污染。例如，废旧电池中含有铅、镍、镉、汞等，如果将废旧电池随意丢弃，这些金属渗出会造成地下水和土壤的污染，威胁人类健康。将这些金属回收利用，不仅可以节约金属资源，而且可以减少对环境的污染，这是一举两得的好事。如在目前铅的生产量中，来自于汽车用过的铅酸蓄电池的再生铅就占有很大的比例。
保护金属资源的第三条有效途径是应有计划、合理地开采矿物，严禁不顾国家利益的乱采矿。其他途径还有寻找金属的代用品等。随着科学技术的发展， 新材料层出不穷。例如，目前已经广泛用塑料来代替钢和其他合金制造管道、齿轮和汽车零部件等。
1. 写出下列矿石主要成分的化学式。（1）赤铁矿： ； （2）磁铁矿： ；（3）菱铁矿： ； （4）铝土矿： 。2. 通过实验回答，铁钉在下列哪些情况下容易生锈？（1）在干燥的空气中。（2）在潮湿的空气中。（3）部分浸入食盐水中。（4）浸没在植物油中。
在（2）（3）两种情况下，铁钉容易生锈。
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