九课题3金属资源的利用与保护(第二课时)

1、赤铁矿（主要成分是赤铁矿（主要成分是 ）菱铁矿（主要成分是菱铁矿（主要成分是 ）硫铁矿硫铁矿(主要成分是主要成分是 )磁铁矿（主要成分是磁铁矿（主要成分是 ) 金属的存在形式：金属的存在形式：铝土矿主要成分是铝土矿主要成分是( ) 辉铜矿（主要成分是辉铜矿（主要成分是 ） 红色粉末变成黑色，同时产生红色粉末变成黑色，同时产生的气体的气体使澄清的石灰水使澄清的石灰水变浑浊变浑浊一氧化碳还原氧化铁生成铁粉一氧化碳还原氧化铁生成铁粉( (黑色黑色) )与二氧化碳与二氧化碳用燃着的酒精灯将尾气点燃或用燃着的酒精灯将尾气点燃或用气球收集尾气用气球收集尾气Fe2O3+3CO=2Fe+3CO2高温高温证明产

2、物中有铁粉的方法是：证明产物中有铁粉的方法是： 用磁铁吸用磁铁吸(或加稀盐酸有气泡或加稀盐酸有气泡 )一、铁的冶炼一、铁的冶炼1.实验室用一氧化碳还原氧化铁实验室用一氧化碳还原氧化铁 先通后点灯的原因是为了防止加热了的先通后点灯的原因是为了防止加热了的一氧化碳和空气的混合气发生爆炸。一氧化碳和空气的混合气发生爆炸。 实验结束后，先熄灯后停气的原因是为实验结束后，先熄灯后停气的原因是为了防止温度降低后外面的空气进入玻璃管了防止温度降低后外面的空气进入玻璃管使铁重新被氧化；还防止试管中的石灰水使铁重新被氧化；还防止试管中的石灰水倒吸入热的玻璃管，使之炸裂。倒吸入热的玻璃管，使之炸裂。先通先通COC

3、O后点灯后点灯先熄灭酒精灯后停止通先熄灭酒精灯后停止通COCO原料：铁矿石、焦炭、石灰石、空气原料：铁矿石、焦炭、石灰石、空气Fe2O3+3CO=2Fe+3CO2高温高温2.2.工业炼铁：工业炼铁：反应的化学方程式：反应的化学方程式：CO是还原剂；是还原剂；Fe2O3是氧化剂是氧化剂原理：原理： 焦炭在高温条件下跟焦炭在高温条件下跟O2反应生成反应生成CO, CO作还原剂，在高温条件下把铁矿石中作还原剂，在高温条件下把铁矿石中的铁还原出来。的铁还原出来。Fe3O4+4CO=3Fe+4CO2高温高温设备：设备：炼铁高炉炼铁高炉铁矿石、焦炭、石灰石铁矿石、焦炭、石灰石Fe2O3+3CO=2Fe+3

4、CO2高温高温CO2C 2CO 高温高温C + O2 CO2 点燃点燃下图是课堂中模拟炼铁的实验装置。下图是课堂中模拟炼铁的实验装置。 （1）写出图中标有序号的仪器名称）写出图中标有序号的仪器名称 ， 。 (2)实验过程中，先要进行的是实验过程中，先要进行的是_ 。（填。（填或或）加热加热 通一氧化碳通一氧化碳 (3)A中反应的化学方程式是中反应的化学方程式是 。 B中反应的化学方程式是中反应的化学方程式是 ， B中观察到的现象是中观察到的现象是_ 。 (4)该装置的不足之处是该装置的不足之处是 。铁架台铁架台试管试管Fe2O3+3CO = 2Fe+3CO2高温高温没有尾气处理装置（或没有用燃

5、着的酒精灯处理尾气等）没有尾气处理装置（或没有用燃着的酒精灯处理尾气等）Ca(OH)2+CO2=CaCO3+H2O澄清的石灰水变浑浊澄清的石灰水变浑浊 右下图是金属活动性顺序表中铜、锡、铁和铝元素右下图是金属活动性顺序表中铜、锡、铁和铝元素被人类大规模开发、利用的大致年限。被人类大规模开发、利用的大致年限。K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb (H) Cu Hg Ag Pt Au约约6000年前年前约约200年前年前约约600年前年前约约2500年前年前选择编号填空：铝的利用比铜和铁晚得多，原因选择编号填空：铝的利用比铜和铁晚得多，原因是是 ；目前铝在多个领域替代易生锈的钢铁，其

6、；目前铝在多个领域替代易生锈的钢铁，其主要主要原原因是因是 。铝的密度小铝的密度小 铝很活泼铝很活泼 地壳中铝的含量高地壳中铝的含量高 铝的表面易生成致密的保护膜铝的表面易生成致密的保护膜 在实际生产时在实际生产时, ,所用的原料或产物一般都含所用的原料或产物一般都含有杂质有杂质, ,在计算用料时和产量时在计算用料时和产量时, ,应考虑到杂质应考虑到杂质问题。问题。不纯物质、纯物质、纯度之间的关系：不纯物质、纯物质、纯度之间的关系：列比例时，一定要用纯量。列比例时，一定要用纯量。3.含杂质的物质的化学方程式的计算：含杂质的物质的化学方程式的计算：m(纯纯) = m(不纯不纯 )纯度纯度m(不纯

7、不纯) = m(纯纯) 纯度纯度例题：用例题：用1000t含氧化铁含氧化铁(Fe2O3) 80%的赤铁矿石，理的赤铁矿石，理论上可炼含铁论上可炼含铁96%的生铁多少吨？的生铁多少吨？解：解：1000t赤铁矿石中含氧化铁的质量为赤铁矿石中含氧化铁的质量为1000t 80%800t。设：设：800t氧化铁理论上可以炼出铁的质量为氧化铁理论上可以炼出铁的质量为X。例题：用例题：用1000t含氧化铁含氧化铁(Fe2O3) 80%的赤铁矿石，理的赤铁矿石，理论上可炼含铁论上可炼含铁96%的生铁多少吨？的生铁多少吨？Fe2O3+3CO=2Fe + 3CO2高温高温解：解：1000t赤铁矿石中含氧化铁的质量

8、为赤铁矿石中含氧化铁的质量为1000t 80%800t。设：设：800t氧化铁理论上可以炼出铁的质量为氧化铁理论上可以炼出铁的质量为X。160 112800t X160800t=112XX560t折合含铁折合含铁96%的生铁的质量为的生铁的质量为560t 96%583t(纯化杂纯化杂)答：答： 1000t含氧化铁含氧化铁(Fe2O3) 80%的赤铁矿石，理论上可炼出含的赤铁矿石，理论上可炼出含铁铁96%的生铁为的生铁为583t。或设或设800t氧化铁理论上可以炼氧化铁理论上可以炼含铁含铁96%的生铁的生铁质量为质量为X。Fe2O3+3CO=2Fe + 3CO2高温高温160 112800t X

9、96%160 :112800t :X96% X583t(杂化纯杂化纯)设需含设需含Fe2O3质量分数为质量分数为85%的赤铁矿石的质量为的赤铁矿石的质量为x。解：生铁中含纯铁：解：生铁中含纯铁：3000t(15%)=2850t.Fe2O3 + 3CO= 2Fe + 3CO2 112160 X 85% 2850t 高温高温160X 85%=1122850tX4790t答答：该该3000 t生铁中含纯铁生铁中含纯铁2850t。该炼钢厂每天需含该炼钢厂每天需含Fe2O3质量分数为质量分数为85%的赤铁矿石为的赤铁矿石为4790t。1.某炼钢厂日产含杂质某炼钢厂日产含杂质5%的生铁的生铁3000t，试

10、计算：，试计算：该该3000 t生铁中含纯铁多少吨？生铁中含纯铁多少吨？该炼钢厂每天需含该炼钢厂每天需含Fe2O3质量分数为质量分数为85%的赤铁矿石多的赤铁矿石多少吨？（计算结果保留整数）少吨？（计算结果保留整数）练习：练习：练习：练习：1、冶炼、冶炼2000t含杂质含杂质3的生铁，需要含的生铁，需要含Fe3O4的赤铁矿的赤铁矿 石多少石多少t?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：物中有铁粉的方法是： 。 用

11、磁铁吸用磁铁吸(或加稀盐酸有气泡或加稀盐酸有气泡) 3CO+ Fe2O3 2Fe + 3CO2 =高温高温在组装仪器时，把玻璃管插入在组装仪器时，把玻璃管插入橡胶管的操作方法橡胶管的操作方法 是是 。此装置有不完善的地方，请说出其中一种改进方法：此装置有不完善的地方，请说出其中一种改进方法： 。用气球收集尾气或用燃着的酒精灯点燃用气球收集尾气或用燃着的酒精灯点燃导管一端用水润湿后旋转插入导管一端用水润湿后旋转插入3CO+ Fe2O3 2Fe + 3CO2 ；=高温高温 1.1.把铁矿石冶炼成铁是一个复杂的过程，其主要反把铁矿石冶炼成铁是一个复杂的过程，其主要反应原理是应原理是在高温条件下在高温

12、条件下COCO作还原剂，夺取作还原剂，夺取铁矿石里的氧，铁矿石里的氧，将铁还原出来。将铁还原出来。 2.2.在实际生产时在实际生产时, ,所用的原料或产物一般都含有杂所用的原料或产物一般都含有杂质质, ,在计算用料时和产量时在计算用料时和产量时, ,应考虑到杂质问题。应考虑到杂质问题。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 )纯度纯度为什么要保护金属资源？为什么要保护金属资源？二、金属资源保护二、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

13、年产量的20%40%)P181. 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，但每人们采取了许多措施，但每年全世界因生锈而损失的钢铁年全世界因生锈而损失的钢铁约约 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, ,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

14、皮塞用橡皮塞塞紧管口塞紧管口(有水和有水和2)铁与空气中的铁与空气中的氧气、水蒸气氧气、水蒸气发生化学反应。发生化学反应。铁锈的成份很复杂铁锈的成份很复杂,主要为氧化铁主要为氧化铁Fe2O3 XH2O。(Fe2O3 XH2O很疏松，易吸水，不能阻碍里层的铁继续很疏松，易吸水，不能阻碍里层的铁继续与氧气、水蒸气反应，如不及时除去，会加快铁制品的生与氧气、水蒸气反应，如不及时除去，会加快铁制品的生锈，使铁全部被腐蚀。锈，使铁全部被腐蚀。而铝不同，铝与氧气反应生成致密而铝不同，铝与氧气反应生成致密的的Al2O3薄膜，覆盖在铝的表面，从而保护里层的铝不再薄膜，覆盖在铝的表面，从而保护里层的铝不再与氧气

15、反应，所以铝耐腐蚀。与氧气反应，所以铝耐腐蚀。)铁生锈的条件：铁生锈的条件：要有能够发生反应的物质要有能够发生反应的物质(Fe、H2O、O2)；铁制品锈蚀的条件铁制品锈蚀的条件:反应物要能相互接触；反应物要能相互接触；生成物不会对反应起阻碍作用生成物不会对反应起阻碍作用。 缓慢氧化缓慢氧化防止铁生锈的方法防止铁生锈的方法(破坏破坏铁生锈的条件即可铁生锈的条件即可)：P20表表1.保持铁制品表面的洁净和干燥。保持铁制品表面的洁净和干燥。2.在铁制品表面涂油、刷漆、搪瓷、镀上在铁制品表面涂油、刷漆、搪瓷、镀上 耐腐蚀的耐腐蚀的金属、烤蓝（金属、烤蓝（即表面生成致密的氧化膜保护层即表面生成致密的氧化

16、膜保护层），使铁），使铁制品与空气隔绝。制品与空气隔绝。3.制成耐腐蚀的合金，制成耐腐蚀的合金，如不锈钢，就是在钢中加入一如不锈钢，就是在钢中加入一点镍和铬而制成的合金。点镍和铬而制成的合金。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：金属防腐蚀的方法： 改变金属的本质改变金属的本质 制成合金钢，如不锈钢制成合金钢，如不锈钢 形成保护层形成保护层 刷油漆、涂油、烧制搪瓷、电镀上一层刷

17、油漆、涂油、烧制搪瓷、电镀上一层耐腐蚀的金属、通过化学方法使表面形耐腐蚀的金属、通过化学方法使表面形成氧化物薄膜等成氧化物薄膜等 改善腐蚀环境等等改善腐蚀环境等等保持铁制品表面干燥和洁净保持铁制品表面干燥和洁净2 2、怎样保护金属资源呢、怎样保护金属资源呢? ? 防止金属的腐蚀。防止金属的腐蚀。回收利用废旧金属回收利用废旧金属 合理有效地开采矿物。合理有效地开采矿物。寻找金属的代用品。寻找金属的代用品。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

18、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 3.日常生活中的一些铁制品经常会被锈蚀。日常生活中的一些铁制品经常会被锈蚀。 下列做法中不能起防锈作用的是（下列做法中不能起防锈作用的是（ ）在铁制品表面镀锌在铁制品表面镀锌 在铁制品表面涂油脂在铁制品表面涂油脂保留铁件表面的铁锈作保护层保留铁件表面的铁锈作保护层在铁器表面刷油漆在铁器表面刷油漆自行车脏了用清水冲洗自行车脏了用清水冲洗 用废酸液冲洗铁制污水管道用废酸液冲洗铁制污水管道切完咸菜后，尽快将菜刀洗净擦干切完咸菜后，尽快将菜刀洗净擦