8.3金属资源的利用和保护.PPT

1、自然界中自然界中以单质形式以单质形式存在的存在的金金自然界中自然界中以单质形式以单质形式存在的存在的银银金属在自然界中的存在金属在自然界中的存在赤铁矿（主要成分是赤铁矿（主要成分是FeFe2 2O O3 3) )黄铁矿（主要成分是黄铁矿（主要成分是FeS2）以化合物形式存在的金属以化合物形式存在的金属工业上把能用来提炼金属的矿物叫工业上把能用来提炼金属的矿物叫 。矿石矿石菱铁矿菱铁矿(FeCO3)铝土矿铝土矿黄铜矿黄铜矿辉铜矿辉铜矿1.1.金属资源的存在：金属资源的存在：_。2.2.金属元素在地壳中的含量：排在前两位的是金属元素在地壳中的含量：排在前两位的是_、_。3.3.自然界中金属的存在形

2、式：自然界中金属的存在形式：_、_。4.4.以化合物形式存在的金属具体表现为：以化合物形式存在的金属具体表现为：_。5.5.我国矿物种类和储量情况：我国矿物种类和储量情况：_。铝铝铁铁地壳和海洋地壳和海洋单质单质化合物化合物矿石矿石齐全、丰富齐全、丰富 早在春秋战国时期，我国就开始生产和使用铁器，从早在春秋战国时期，我国就开始生产和使用铁器，从公元公元1 1世纪起，铁便成了一种最主要的金属材料。世纪起，铁便成了一种最主要的金属材料。 为纪念为纪念19961996年中国钢产量突破年中国钢产量突破1 1亿吨而发行的邮票亿吨而发行的邮票原料原料:原理原理:过量空气过量空气焦炭焦炭焦炭焦炭高温高温高温

3、高温赤铁矿赤铁矿高温高温在高温下在高温下,用碳和氧气反应生成的用碳和氧气反应生成的CO还原铁矿石还原铁矿石,得到铁得到铁主要反应原理主要反应原理:Fe2O3+ CO = Fe+ CO2332高温高温CO2COFe铁矿石铁矿石.焦炭焦炭.石灰石石灰石.空气空气设备设备: :生铁生铁高炉高炉一、铁的冶炼一、铁的冶炼产品产品: :上海宝山钢铁公司炼铁高炉上海宝山钢铁公司炼铁高炉实验的原理实验的原理实验的步骤实验的步骤实验的现象实验的现象实验应注意哪些问题？（先加热还是先通气？实验应注意哪些问题？（先加热还是先通气？实验完毕时先停止加热吗？）实验完毕时先停止加热吗？）实验需要改进吗？（一氧化碳有毒，实

4、验完毕的实验需要改进吗？（一氧化碳有毒，实验完毕的尾气怎么处理？）尾气怎么处理？）一氧化碳还原氧化铁实验一氧化碳还原氧化铁实验实验原理：实验原理：实验操作：实验操作：1.1.按上图组装仪器，并检查气密性按上图组装仪器，并检查气密性2.2.把少量研细的氧化铁粉末装进硬质玻璃管中，轻把少量研细的氧化铁粉末装进硬质玻璃管中，轻轻转动玻璃管，使氧化铁粉末均匀地附在玻璃管内轻转动玻璃管，使氧化铁粉末均匀地附在玻璃管内壁上壁上FeFe2 2O O3 3 + 3 + 3COCO = 2Fe + 3CO = 2Fe + 3CO2 2高温高温一氧化碳还原氧化铁实验一氧化碳还原氧化铁实验3.3.把硬质玻璃管接入装

5、置系统中，把硬质玻璃管接入装置系统中，先通入一氧化先通入一氧化碳碳气体排出管内的空气；待排尽后，气体排出管内的空气；待排尽后，点燃点燃出气口出气口处的酒精灯及酒精喷灯，并观察装置中所发生的处的酒精灯及酒精喷灯，并观察装置中所发生的变化。变化。4.4.当红棕色粉末已转变成黑色后，当红棕色粉末已转变成黑色后，先停止加热，先停止加热，再通一会儿一氧化碳，直至玻璃管冷却。再通一会儿一氧化碳，直至玻璃管冷却。 将产生的气体通入到澄清石灰水中，澄清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：石灰水变浑浊，则生成二氧化碳：COCO2 2+Ca(OH)+Ca(OH)2 2=CaCO=Ca

6、CO3 3+H+H2 2O O ；红色粉末变黑色，；红色粉末变黑色，用磁铁检验，证明黑色粉末为铁。用磁铁检验，证明黑色粉末为铁。红色红色（氧化铁）粉末逐渐变成（氧化铁）粉末逐渐变成黑色黑色，同时澄清的石灰水逐渐同时澄清的石灰水逐渐变浑浊变浑浊。实验现象：实验现象：问题讨论：问题讨论：1.1.如何验证反应中生成了什么物质？如何验证反应中生成了什么物质？把尾气烧掉，防止污染空气把尾气烧掉，防止污染空气 2.2.装置中右边的酒精灯起什么作用？装置中右边的酒精灯起什么作用？3.3.石灰水的作用有哪些？石灰水的作用有哪些？ 澄清石灰水用来检验生成物二氧化澄清石灰水用来检验生成物二氧化碳，并吸收二氧化碳便

7、于处理尾气碳，并吸收二氧化碳便于处理尾气 1. 1.一氧化碳还原氧化铁是在封闭的硬质玻一氧化碳还原氧化铁是在封闭的硬质玻璃管中进行的，璃管中进行的，先通一氧化碳先通一氧化碳，可以可以把管内的把管内的空气排出空气排出，防止一氧化碳与空气混合受热爆炸防止一氧化碳与空气混合受热爆炸. . 2.2.实验完毕实验完毕先停止加热先停止加热，还要还要继续通入一继续通入一氧化碳直到玻璃管冷却为止氧化碳直到玻璃管冷却为止。防止在高温条件防止在高温条件下，生成的铁再被氧化。下，生成的铁再被氧化。注意事项：注意事项：实验改进：实验改进： 可将上述装置除尾气的部分，改成用气球或可将上述装置除尾气的部分，改成用气球或方

8、便袋收集，这样收集得到的未燃的一氧化碳气方便袋收集，这样收集得到的未燃的一氧化碳气体可重复利用体可重复利用 把尾气烧掉，防止把尾气烧掉，防止 污染空气污染空气1.原料：原料：铁矿石、焦炭、石灰石、空气铁矿石、焦炭、石灰石、空气2.设备：设备：高炉高炉3.反应原理：反应原理：CO2 CO2 CO2C 2COFe2O33CO 2Fe3CO2CaCO3 CaOCO2 CaOSiO2 CaSiO3高温高温高温高温点燃 工业炼铁工业炼铁 实际生产中，所用原料或产物一般都含实际生产中，所用原料或产物一般都含有杂质，如何进行计算？有杂质，如何进行计算？例题：例题：用用1000t1000t含氧化铁含氧化铁80

9、%80%的赤铁矿石，理论上可的赤铁矿石，理论上可以炼出含铁以炼出含铁96%96%的生铁的质量的生铁的质量是是多少吨？多少吨？分析：分析：带入化学方程式计算的数据应是纯净物的质量：带入化学方程式计算的数据应是纯净物的质量： 赤铁矿石赤铁矿石 氧化铁氧化铁 铁铁 生铁生铁方法方法1：根据化学式：根据化学式：1000t80%70%96% = 583.3t方法方法2：根据化学方程式：根据化学方程式解：设解：设1000t这种矿石可炼出的生铁的质量为这种矿石可炼出的生铁的质量为x1000t矿石中氧化铁的质量是：矿石中氧化铁的质量是：1000t80%=800t,炼出的生铁中单质铁的质量是：炼出的生铁中单质铁

10、的质量是：96%x例题：例题：用用1000t1000t含氧化铁含氧化铁80%80%的赤铁矿石，理论上可的赤铁矿石，理论上可以炼出含铁以炼出含铁96%96%的生铁的质量的生铁的质量是是多少吨？多少吨？如何防止生如何防止生锈？锈？二、金属资源保护二、金属资源保护二二.金属资源保护金属资源保护水水植物油植物油蒸馏水蒸馏水烘烘干干的的试试管管实验发现实验发现,试管试管中铁钉生锈中铁钉生锈;铁生锈实际上是铁与氧气铁生锈实际上是铁与氧气,水共同反应水共同反应1.金属的腐蚀和防护金属的腐蚀和防护光亮的铁钉在下列情况下光亮的铁钉在下列情况下,最先生锈的是最先生锈的是铁生锈的实质：铁与空气中的铁生锈的实质：铁与

11、空气中的氧气、水蒸气氧气、水蒸气等发等发生化学反应的过程。生化学反应的过程。铁锈的主要成份为：铁锈的主要成份为：氧化铁氧化铁铁制品锈蚀的条件铁制品锈蚀的条件: :铁制品与氧气（或空气）、水蒸气铁制品与氧气（或空气）、水蒸气同时同时接触接触研究性学习研究性学习: :铁的生锈过程铁的生锈过程金属的防护金属的防护(1)(1)隔绝空气或氧气隔绝空气或氧气 (2)(2)隔绝水隔绝水联想：你通常采用哪些措施防止自行车生锈？联想：你通常采用哪些措施防止自行车生锈？具体防锈方法具体防锈方法: :1.“1.“穿外衣穿外衣”加一层保护膜（如：刷油漆、涂油、加一层保护膜（如：刷油漆、涂油、电镀、致密的氧化膜）电镀、

12、致密的氧化膜） 2.“2.“打强心针打强心针”在铁中加入其它金属改变其内部结在铁中加入其它金属改变其内部结构（如：制成不锈钢）构（如：制成不锈钢）3.3.保持铁制品洁净干燥。保持铁制品洁净干燥。怎样保护金属资源呢怎样保护金属资源呢? ?一、防止金属的腐蚀一、防止金属的腐蚀二、废旧金属的回收与利用二、废旧金属的回收与利用三、有计划、合理地开采矿物三、有计划、合理地开采矿物, ,严禁不严禁不顾国家利益的乱采矿顾国家利益的乱采矿四四、其他途径：寻找金属的代用品其他途径：寻找金属的代用品 【典例【典例1 1】（】（20102010晋江中考）钢铁是使用最多的金属材料，但每年因晋江中考）钢铁是使用最多的金

13、属材料，但每年因锈蚀而损失的数量巨大，如何防止金属腐蚀已成为科学研究中的重大锈蚀而损失的数量巨大，如何防止金属腐蚀已成为科学研究中的重大问题。以下有关金属腐蚀的叙述错误的是问题。以下有关金属腐蚀的叙述错误的是 （ ）A.A.钢铁在潮湿的空气中比在干燥的空气中更容易生锈钢铁在潮湿的空气中比在干燥的空气中更容易生锈B.B.钢铁锈蚀的实质是与空气中的氧气、水蒸气等发生了化学变化钢铁锈蚀的实质是与空气中的氧气、水蒸气等发生了化学变化C.C.铝比钢铁中的铁活泼，因而铝的抗腐蚀性能比钢铁差铝比钢铁中的铁活泼，因而铝的抗腐蚀性能比钢铁差D.D.在钢铁表面刷油漆可以防止钢铁锈蚀在钢铁表面刷油漆可以防止钢铁锈蚀

14、C C知识点一、金属的锈蚀知识点一、金属的锈蚀知识点二、炼铁知识点二、炼铁B B【典例【典例2 2】（】（20102010常州中考）常州中考）（1 1）磁铁矿的主要成分是：）磁铁矿的主要成分是： ；（填化学式）；（填化学式）（2 2）写出）写出COCO与与FeFe2 2O O3 3在高温条件下反应的化学方程式：在高温条件下反应的化学方程式：（3 3）高炉炼铁得到的主要产品是）高炉炼铁得到的主要产品是 ；（填序号）；（填序号） A A纯铁纯铁 B B生铁生铁 C C钢钢FeFe3 3O O4 4FeFe2 2O O3 3 + 3CO = 2Fe + 3CO + 3CO = 2Fe + 3CO2

15、2高温高温1.1.铁钉在下列哪些情况下容易生锈（铁钉在下列哪些情况下容易生锈（ ）A.A.在干燥的空气中在干燥的空气中 B.B.在潮湿的空气中在潮湿的空气中C.C.部分浸入食盐水中部分浸入食盐水中 D.D.浸没于植物油中浸没于植物油中2.2.（20102010扬州中考）关于铁丝在氧气中燃烧、铁丝生锈的扬州中考）关于铁丝在氧气中燃烧、铁丝生锈的说法正确的是（说法正确的是（ ）A.A.铁丝燃烧产生白烟铁丝燃烧产生白烟 B.B.铁丝生锈是缓慢氧化铁丝生锈是缓慢氧化C.C.铁丝燃烧的产物是铁丝燃烧的产物是FeFe2 2O O3 3 D.D.铁锈的主要成分是铁锈的主要成分是FeFe3 3O O4 4B

16、CB CB B 3.3.如图是探究铁锈蚀条件的装置。调节如图是探究铁锈蚀条件的装置。调节L L端与端与R R端的液端的液面使高度一致，塞紧木塞，一周后观察。下列推断错误面使高度一致，塞紧木塞，一周后观察。下列推断错误的是（的是（ ）A Ab b管中铁钉不会锈蚀管中铁钉不会锈蚀 B BL L端与端与R R端液面高度仍然保持一致端液面高度仍然保持一致C C该实验说明铁锈蚀与空气、水有关该实验说明铁锈蚀与空气、水有关D D若将若将a a管中的水改为食盐水能加快铁的锈蚀管中的水改为食盐水能加快铁的锈蚀B4.4.下列家庭生活垃圾：下列家庭生活垃圾：废旧书刊报纸废旧书刊报纸 废电池废电池 废废弃橡胶、塑料

17、制品弃橡胶、塑料制品 易拉罐饮料瓶易拉罐饮料瓶 废弃电线废弃电线 破旧破旧铁锅、铝壶铁锅、铝壶 变质剩饭菜变质剩饭菜 瓜皮果壳瓜皮果壳 废弃玻璃物品废弃玻璃物品等，其中可回收利用的有：。等，其中可回收利用的有：。回收利用与保护金属资源相关联的是。回收利用与保护金属资源相关联的是。Fe+CuSOFe+CuSO4 4=FeSO=FeSO4 4+Cu+Cu5.5.（20102010山西中考）某工厂欲从只含有山西中考）某工厂欲从只含有CuSOCuSO4 4的废液中回的废液中回收金属铜，并得到工业原料硫酸亚铁，其工业流程如下：收金属铜，并得到工业原料硫酸亚铁，其工业流程如下：（1 1）操作）操作a a、

18、b b的名称分别是的名称分别是_、_。（2 2）写出流程中有关反应的化学方程式：）写出流程中有关反应的化学方程式： _、_ 。以上两个反应能够发生的原因是以上两个反应能够发生的原因是 _ 。在金属活动性顺序中，铁位于铜、氢之前。在金属活动性顺序中，铁位于铜、氢之前。过滤过滤蒸发蒸发Fe+HFe+H2 2SOSO4 4=FeSO=FeSO4 4+H+H2 26.6.（20102010武汉中考）人类每年都要从大自然中提取大量的金武汉中考）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。属，用于满足日常生活和工农业生产的需要。（1 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）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。以焦炭、铁矿石、石灰石、空气等为原料。一氧化碳和一氧化碳和FeFe2 2O O3 3反应的化学方程式反应的化学方程式为为 。（2 2）我国钢铁年产量很高，但因锈蚀造成的损失也很惊人。人）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