第八单元__课题3金属资源利用和保护-zln

1、学习目标：学习目标： 1.知道一些常见金属如铁、铝、铜等的矿物，了解从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。铁矿石中将铁还原出来的方法。 3.会根据化学方程式对含有某些杂质的反应物或生成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的计算。物进行有关的计算。2.了解金属锈蚀的条件以及防止金属锈蚀的简单方法。了解金属锈蚀的条件以及防止金属锈蚀的简单方法。人类生活离不开金属人类生活离不开金属金属有广泛的用途，对于人类社会起着不可替代的作用!军事与科技也需要大量的金属军事与科技也需要大量的金属金属元素在地壳中的含量元素名称元素名称质量分数质量分数/%元素名

2、称元素名称质量分数质量分数/%铝（Al）7.73镁（Mg）2.00铁（Fe）4.75锌（Zn）0.008钙（Ca）3.45铜（Cu）0.007钠（Na）2.74银（Ag）0.00001钾（K ）2.47金（Au）0.0000005一一.金属元素在自然界中的存在金属元素在自然界中的存在 金属元素在自然界中分布很广，极少数不活泼的金属元素在自然界中分布很广，极少数不活泼的金属（如铂、金、银等）有金属（如铂、金、银等）有单质形式单质形式存在；存在；赤铁矿赤铁矿菱铁矿菱铁矿 铝铝士士矿矿黄铜矿黄铜矿辉铜矿辉铜矿Fe2O3矿石矿石: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。

3、 孔雀石孔雀石 Cu2(OH)2CO3赤铜矿赤铜矿 Cu2O毛赤铜矿毛赤铜矿(Cu2O )一一.铁的冶炼（以赤铁矿铁的冶炼（以赤铁矿Fe2O3为例）为例）为纪念为纪念1996年中国钢产产量突破年中国钢产产量突破1亿吨而发行的邮票亿吨而发行的邮票上海宝山钢铁公司炼铁高炉上海宝山钢铁公司炼铁高炉春秋时期春秋时期高炉是个竖直的高炉是个竖直的圆筒形圆筒形炉子，炉子，炉壳用炉壳用钢板钢板制成，内部用制成，内部用耐耐火砖火砖作衬里。炼铁的主要原作衬里。炼铁的主要原料是料是铁矿石、焦炭、石灰石铁矿石、焦炭、石灰石和空气和空气。 高温下，用还原剂（主高温下，用还原剂（主要是一要是一氧化碳氧化碳）从铁矿）从铁矿

4、石里把铁还原出来石里把铁还原出来 焦炭的作用：焦炭的作用：1.提高炉温提高炉温 2.生成还原剂生成还原剂CO一氧化碳还原氧化铁一氧化碳还原氧化铁CO2 + Ca(OH)2 CaCO3+ H2OFe2O3 + 3CO 2Fe + 3CO2 2CO + O2 2CO2的的作用是：作用是：尾气处理尾气处理防止一氧化碳污染空气防止一氧化碳污染空气现象现象:红色红色粉末变成粉末变成黑色黑色澄清的石灰水变浑浊澄清的石灰水变浑浊点燃尾气有点燃尾气有蓝色蓝色火焰火焰实验步骤：实验步骤：1、检查装置气密性、检查装置气密性2、将适量的氧化铁装入试管并固定装置、将适量的氧化铁装入试管并固定装置3、通入一氧化碳通入一

5、氧化碳气体，排尽装置中的空气气体，排尽装置中的空气4、点燃点燃酒精灯和酒精喷灯酒精灯和酒精喷灯5、待硬质玻璃管内红色物质完全变为黑色时停止加热、待硬质玻璃管内红色物质完全变为黑色时停止加热6、待玻璃管内固体冷却后、待玻璃管内固体冷却后停止通入一氧化碳停止通入一氧化碳，然后，然后熄熄 灭右边酒精灯灭右边酒精灯问：为什么开始时，先通入问：为什么开始时，先通入CO，而在结束时后停止，而在结束时后停止 通通CO？答：开始时，先通入答：开始时，先通入CO排尽空气，防止爆炸排尽空气，防止爆炸 结束时，后停结束时，后停CO，防止生成的防止生成的Fe被再次氧化被再次氧化 防止石灰水倒吸防止石灰水倒吸二、有关杂

6、质问题的计算二、有关杂质问题的计算例: 1000t含氧化铁含氧化铁80%的赤铁矿石，理的赤铁矿石，理论上可炼出含铁论上可炼出含铁96%的生铁的质量是多的生铁的质量是多少少？列比例时，一定要用纯量。列比例时，一定要用纯量。m(纯纯) = m(不纯不纯 )纯度纯度m(不纯不纯) = m(纯纯) 纯度纯度解：氧化铁的质量解：氧化铁的质量： 1000t 80% =800t设：理论上可炼出铁的质量为设：理论上可炼出铁的质量为XFe2O3+3CO = 2Fe+3CO2 160 2 x 56800 t X 800t 256 x x=560t高温高温=折合为含铁折合为含铁96%的生铁的质量为的生铁的质量为56

7、0t96%=583t答：答：1000t可炼出生铁为可炼出生铁为583t。练习：练习：要炼出含杂质要炼出含杂质3%3%的的生铁生铁20002000吨，需要含四氧吨，需要含四氧化三铁质量分数为化三铁质量分数为90%90%的的磁铁矿石多少？磁铁矿石多少？解：解：铁的质量： 2000t(1-3%) =1940t设：可炼出四氧化三铁的质量为设：可炼出四氧化三铁的质量为XFe3O4+4CO = 3Fe+4CO2 232 168 X 1940t高温高温 232 x 168 1940t x=2679t=折合为磁铁矿石的质量为折合为磁铁矿石的质量为2679t90%=2977t答：答：磁铁矿石的质量为磁铁矿石的质

8、量为2977t2977t。为什么要保护金属资源？三、金属资源保护三、金属资源保护保护金属资源的原因：保护金属资源的原因：每年大量开采每年大量开采(数以亿吨计数以亿吨计)每年大量的金属被腐蚀每年大量的金属被腐蚀(相相当于年产量的当于年产量的20%40%)1. 1.金属的腐蚀和防护金属的腐蚀和防护人们采取了许多措施，但每年人们采取了许多措施，但每年全世界因生锈而损失的钢铁约全世界因生锈而损失的钢铁约 占世界年产量的占世界年产量的四分之一！四分之一！如何防锈？如何防锈？a.在干燥空气中在干燥空气中b.浸没在水中浸没在水中c.半截浸没在水中半截浸没在水中铁的生锈过程铁的生锈过程哪种条件下哪种条件下,

9、,铁最铁最易生锈易生锈? ?为什么为什么? ?不生锈不生锈(有水无有水无O2) 不生锈不生锈 ( (有有OO2无水无水) )在水与空气的交界面最易生锈在水与空气的交界面最易生锈 植物油植物油 a b c请思考：请思考：用橡皮塞用橡皮塞塞紧管口塞紧管口(有水和有水和2)酸和氯化钠环境酸和氯化钠环境会加快锈蚀速度会加快锈蚀速度在空气中锈蚀，实际上是在空气中锈蚀，实际上是铁铁跟跟氧气氧气、水水等等物质相互作用，发生一系列复杂的物质相互作用，发生一系列复杂的化学变化学变化化，使铁转化为，使铁转化为铁的化合物铁的化合物的过程。的过程。因此，铁与空气接触，又有水分时，最易因此，铁与空气接触，又有水分时，最

10、易生锈！生锈！铁锈成分复杂，主要是铁锈成分复杂，主要是Fe2O3XH2O它它是一种疏松多孔的物质是一种疏松多孔的物质 铁锈铁锈这种多孔性的物质，能让水分这种多孔性的物质，能让水分和空气穿过它的空隙，不断向里层渗透，和空气穿过它的空隙，不断向里层渗透，继续跟铁反应，直至铁被完全锈蚀。继续跟铁反应，直至铁被完全锈蚀。 氧化铁与铝壶表面的氧化铝膜性质比较氧化铁与铝壶表面的氧化铝膜性质比较 铁锈铁锈 (e23)氧化铝氧化铝 (Al2O3)结构特点结构特点若不除去结果若不除去结果疏松多孔疏松多孔完全锈蚀完全锈蚀致密结实致密结实使铝使铝“自我保自我保护护”与空气（氧气）与空气（氧气）接触接触与水与水接触接

11、触金属防腐蚀的方法：破坏破坏铁生锈的条件即可铁生锈的条件即可（1)1)隔绝空气或氧气隔绝空气或氧气 (2)(2)隔绝水隔绝水怎么防止钢铁生锈呢？怎么防止钢铁生锈呢？在在车车船船的的表表面面喷喷油油漆漆在机械表面涂防锈油在机械表面涂防锈油在面盆、杯子、在面盆、杯子、等表面烧涂搪瓷等表面烧涂搪瓷此外，还可以在钢此外，还可以在钢铁表面镀上一层能铁表面镀上一层能起保护作用的其他起保护作用的其他金属。金属。如：在钢铁表面镀如：在钢铁表面镀锡、镀锌、和镀铬锡、镀锌、和镀铬镀铜镀铜三角架：三角架：钢线钢线(辐条）：辐条）：链条：链条：刷漆刷漆镀一层耐腐蚀的金属镀一层耐腐蚀的金属涂油等涂油等平时要保持自行车的

12、洁净与干燥（或涂油）！平时要保持自行车的洁净与干燥（或涂油）！自行车防锈措施有哪些？自行车防锈措施有哪些？讨论：讨论：钢圈：钢圈：讨论讨论讨论讨论反馈练习反馈练习 1.在下列情况下，埋在地下的铸铁管道腐蚀最快的在下列情况下，埋在地下的铸铁管道腐蚀最快的是是 （）（） A.在潮湿、致密的土壤中在潮湿、致密的土壤中 B.在干燥、致密的土壤中在干燥、致密的土壤中 C.在潮湿、疏松的土壤中在潮湿、疏松的土壤中 D.在干燥、疏松的土壤中在干燥、疏松的土壤中 2.某运输用铁船，在水中行驶，最易生锈的部位是某运输用铁船，在水中行驶，最易生锈的部位是()CBA.水面上的船头部分水面上的船头部分 B.水面附近的

13、船体部分水面附近的船体部分 C.水面下的船底部分水面下的船底部分 D.各部分都一样速度生锈各部分都一样速度生锈2、回答下列问题：回答下列问题： （1）为什么沙漠地区的铁制品锈蚀较慢？）为什么沙漠地区的铁制品锈蚀较慢？ （2）切过咸鱼的刀不经洗净抹干，为什么很快就生）切过咸鱼的刀不经洗净抹干，为什么很快就生 锈？锈？ （3）被雨水淋湿的自行车，为什么须先用干布擦净）被雨水淋湿的自行车，为什么须先用干布擦净 后后才能用带有油的布擦？才能用带有油的布擦？1 1分别向分别向a a、b b两支试管中加入形状和大小完全相同的铁两支试管中加入形状和大小完全相同的铁片，再向片，再向a a中加入植物油，均塞上橡

14、皮塞，中加入植物油，均塞上橡皮塞，U U型玻璃管内型玻璃管内为红墨水（开始时两端液面水平），如图所示，放置一为红墨水（开始时两端液面水平），如图所示，放置一段时间后，以下说法错误的是（）段时间后，以下说法错误的是（）A植物油用于隔绝氧气和水植物油用于隔绝氧气和水B两支试管中铁片均被腐蚀两支试管中铁片均被腐蚀CU型玻璃管两端的液面变为型玻璃管两端的液面变为右低右低 左高左高DU型玻璃管两端的液面变为型玻璃管两端的液面变为左低右高左低右高钢铁的冶炼是人类文明的一个重要标志。钢铁的冶炼是人类文明的一个重要标志。右图是实验室模拟炼铁的装置图，写出冶炼生铁的化学右图是实验室模拟炼铁的装置图，写出冶炼生铁的化学方程式方程式 ；能证明产；能证明产物中有铁粉的方法是：