课题3 金属资源的利用和保护
第一课时 第二课时
沿河四中 李涛
【分析与结论】
(1)实验开始时，铝表面几乎无气泡产生的原因是______________________。
(2)铜表面始终无气泡产生的原因是______________。

(3)三种金属的活动性由强到弱的顺序是___________。
铝表面有一层氧化铝薄膜
1、某校同学以“比较Al、X、Cu三种金属的活动性”为课题进行实验探究。
【所用药品】溶质质量分数相同的稀盐酸，大小形状都相 同的Al、X、Cu三种金属。
【实验记录】
铜不能与稀盐酸发生反应
Al>X> Cu
金属在自然界的存在方式：
单质：少数化学性质较不活泼的金属，如金、银等。
化合物：化学性质较活泼的金属，如铁、铝、铜等。
赤铁矿[Fe2O3]
黄铁矿[FeS2]
菱铁矿[FeCO3]
铝士矿[Al2O3]
黄铜矿[CuFeS2]
辉铜矿[Cu2S]
矿石：工业上把能用来提炼金属的矿物叫矿石。
一、实验室炼铁的原理:
利用一氧化碳与氧化铁的反应
二、实验室炼铁的步骤:
1、连接并检查装置的气密性
2、装入药品并固定装置
3、向玻璃管中通入CO一会儿
4、点燃酒精灯
5、点燃酒精喷灯
6、熄灭酒精喷灯
7、停止通入CO
8、熄灭酒精灯
现象
红色的Fe2O3变成黑色，同时澄清的石灰水变浑浊,尾气处产生蓝色火焰，
分析
一氧化碳还原氧化铁生成铁粉(黑色)与二氧化碳
反应式
尾气处理
①用燃着的酒精灯将尾气点燃或②用气球收集尾气
2、我国现代炼铁（高炉炼铁）。
1、我国古代炼铁（生熟炼铁炉）。
一、铁的冶炼
工业炼铁的原理：在高温下，利用焦炭与氧气反应生成的一氧化碳把铁从铁矿石里还原出来。
工业炼铁的原料：铁矿石、焦炭、石灰石等。
工业炼铁的设备：高炉。
焦炭的作用：是燃烧放出热量为炼铁提供高温，并产生CO作还原剂
铁矿石：提供铁元素。
石灰石：将矿石中的二氧化硅转变为炉渣。
例 1000t含氧化铁80%的赤铁矿石，理论上可炼出含铁96%的生铁的质量是多少？
解：氧化铁的质量： 1000t× 80% =800t
设：理论上可炼出铁的质量为X
160 112
800t X
X = 560t
折合为含铁96%的生铁的质量为560t÷96%=583t
答：1000t可炼出生铁为583t。
160 X =11 2 × 800t
含杂质的物质的化学方程式的计算：
列比例时，一定要用纯量。
不纯物质、纯物质、纯度之间的关系：
m(纯) = m(不纯 )×纯度
m(不纯) = m(纯) ÷ 纯度
练习：要炼出含杂质3%的生铁2000吨，需要含四氧化三铁90%的磁铁矿石的质量是多少？
解：需要含Fe3O490%的磁铁矿石的质量为X
232 3×56
X ·90％ 2000t × (1-3%)
X=2977t
答：磁铁矿石的质量为2977t。
作业：P22 3、4
1、为避免一氧化碳污染空气，并回收利用一氧化碳，方框中连接的是C和D，导管接口的连接顺序a→ → → 。 C装置中NaOH的作用是 。
2、实验开始时，应 (填“先加热再通CO”或“先通CO再加热”)，目的是 。
3、实验进行一段时间后，玻璃管A中出现的现象为 ，反应方程式为 。
4、除CO外，还有哪些物质可以还原Fe2O3 (请写一物质的化学式)。
某化学兴趣小组用一氧化碳与氧化铁的反应来探究炼铁的原理，装置如下图所示。请回答有关问题：
订正作业（教师介绍）
d b e
除去残余的二氧化碳
先通一氧化碳再加热
赶尽玻璃管内的空气，防止加热爆炸
C或H2
固体由红棕色变成黑色
二、金属资源保护
资料一：据有关资料报道，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%。
资料二：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藏量，并目前这些金属的消耗速度，有人估 计一些矿物、可供开采的年限如课本图所示（不包括今后新探明的矿物储量，一些国家的金属储备和金属的回收利用等）。
——
a.在干燥空气中
b.浸没在水中
c.半截浸没在水中
铁的生锈过程
哪种条件下,铁最易生锈?为什么?
不生锈(有水无O2)
不生锈 (有O2无水)
在水与空气的交界面最易生锈
——
——
植物油
a b c
请思考：
用橡皮塞塞紧管口
(有水和Ｏ2)
金属锈蚀给人类带来了巨大的损失。为了减少损失，需要探究金属锈蚀的原因、防护的方法和废金属的回收利用.

1、金属的腐蚀和防护
活动与探究（铁生锈条件的探究）
水、氧气
水
氧气
生锈
不生锈
不生锈
①②可得铁生锈与氧气有关
①③可得铁生锈与水有关
结论：在水、氧气同时存在的环境中铁能生锈。（缓慢氧化，放热）
问题：铝的化学性质比铁活泼为什么不生锈呢？
铝与氧气反应生成的致密的氧化铝薄膜，能覆盖在铝表面，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[Fe2O3·H2O]却很疏松，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。
结论： 金属锈蚀的条件：①要有能够发生反应的物质，②反应物要能相互接触，③生成 物不会对反应起阻碍作用等。
请同学们根据燃烧条件和灭火的方法结合铁生锈的条件，说出防止铁生锈的方法。
（1)隔绝空气或氧气 (2)隔绝水
讨论：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？
刷油漆
涂油
镀铬
1、改变金属的内部结制成合金，如不锈钢
2、形成保护层
刷油漆、涂油、烧制搪瓷（物理方法）
电镀上一层耐腐蚀的金属（镀铬、锌、锡）、通过化学反应使表面形成致密的氧化物薄膜等　
3、改善腐蚀环境等等
保持铁制品表面干燥和洁净
对防止铁制品锈蚀的建议：
2、金属资源保护
保护金属资源的主要途径：
1、防止金属的腐蚀
2、金属的回收和利用
3、有计划合理地开采矿物
4、寻找金属代用品
学完本课题你应该知道：P21
学生练习：1、根据铜绿的化学式Cu2(OH)2CO3分析铜生锈的条件又是什么？
与氧气、水和二氧化碳接触
5、物尽其用
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
3、如图所示实验，装置中出现的现象是（ ）
A、铁丝不变化 B、铁丝逐渐消失 C、试管中的液面不变化 D、试管中的液面上升
D
4、下列关于金属资源的说法，不正确的是（ ） A、自然界中除少数不活泼的金属如金、银等以单质形式存在外，其余都以化合物形式存在 B、自然界中的金属资源是取之不尽的 C、防止金属锈蚀、回收利用废旧金属可以保护金属资源和环境 D、合理开发矿物、寻找金属代用品都是保护金属资源的有效途径
B
5、手机、笔记本电脑等电子产品中使用的锂电池，具有体积小、充电时间短、放电时间长等优点，放电时的工作原理是锂（Li）跟二氧化锰作用生成LiMnO2。
1）在LiMnO2里，锂元素显＋1价，则锰元素的化合价为 ；2）写出锂电池放电时的化学方程式 ；（3）锂电池充电时，是将电能转化为 能。
＋3
Li+MnO2=LiMnO2
化学
6、图表资料可以为我们提供很多信息，下列从图表中获取的信息及应用不正确的是（ ）
A、根据金属活动性顺序表，判断金属是否容易被盐酸腐蚀
B、根据金属的熔点数据表，判断金属的导电性强弱
C、根据溶解度曲线图，选择从溶液中获得晶体的方法
D、根据元素周期表，查找元素的原子序数、元素符号、相对原子质量
B
7、下列有关对自行车的做法不合理的是（ ）
A、车架表面喷涂油漆 B、钢圈表面镀防护金属
C、露天放置，日晒雨淋 D、链条表面涂机油
C
作业：复习本单元小结