课题3金属资源的利用和保护

1、同行学案配套教学课件课题3 3 金属资源的利用和 保护自然界以单质形式存在的金自然界以单质形式存在的金自然界以单质形式存在的银自然界以单质形式存在的银 除少数不活泼的金属如金、银等有单质形式存在除少数不活泼的金属如金、银等有单质形式存在外外, ,其余都以化合物形式存在。其余都以化合物形式存在。赤铁矿（主要成分是赤铁矿（主要成分是Fe2O3 ）菱铁矿（主要成分是菱铁矿（主要成分是FeCO3 ）硫铁矿硫铁矿(主要成分是主要成分是FeS2 )磁铁矿（主要成分是磁铁矿（主要成分是Fe3O4）辉铜矿（主要成分是辉铜矿（主要成分是Cu2S） 黄铜矿（主要成分是黄铜矿（主要成分是CuFeS2） 铝土矿主要成

2、分是铝土矿主要成分是Al2O3 元素名称元素名称质量分数质量分数%元素名称元素名称质量分数质量分数%铝铝7.73镁镁2.00铁铁4.75锌锌0.008钙钙3.45铜铜0.007钠钠2. 74银银0.00001钾钾2.47金金0.0000005地壳中含量最多的金属是地壳中含量最多的金属是AlAl！金属元素在地壳中含量：金属元素在地壳中含量：生熟炼铁炉一生熟炼铁炉一生熟炼铁炉二生熟炼铁炉二 我国古代炼铁图我国古代炼铁图一、铁的冶炼：上海宝山钢铁公司炼铁高炉上海宝山钢铁公司炼铁高炉 为纪念为纪念1996年中国钢产量突破年中国钢产量突破1亿吨而发行的邮亿吨而发行的邮票票现象现象分析分析反应式反应式尾气

3、处理尾气处理红色的红色的Fe2O3变成灰黑色，同时产生的气体使澄清的石灰水变浑变成灰黑色，同时产生的气体使澄清的石灰水变浑浊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( (灰黑色灰黑色) )与二氧化碳与二氧化碳（一）实验室用一氧化碳还原氧化铁（一）实验室用一氧化碳还原氧化铁用燃着的酒精灯将尾气点燃用燃着的酒精灯将尾气点燃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 )实验步骤：实验步骤： 1 1、按下图组装仪器，按下图组装仪器，并检查其气密性。并检查

4、其气密性。2、把少量研细的氧化铁粉末装进硬质玻璃管中。、把少量研细的氧化铁粉末装进硬质玻璃管中。3、把硬质玻璃管接入装置系统中，、把硬质玻璃管接入装置系统中，先通入一氧化碳气体排除空气，防先通入一氧化碳气体排除空气，防止一氧化碳与空气混合受热爆炸。点燃出气口处的酒精灯止一氧化碳与空气混合受热爆炸。点燃出气口处的酒精灯(或用气球收集或用气球收集)，防止一氧化碳污染空气。待排尽后，点燃酒精喷灯，防止一氧化碳污染空气。待排尽后，点燃酒精喷灯，并观察装置中所发生并观察装置中所发生的变化。的变化。一氧化碳还原氧化铁必须一氧化碳还原氧化铁必须在在封闭封闭的硬质玻璃管中进的硬质玻璃管中进行，行，防止一氧化碳

5、污染空防止一氧化碳污染空气气。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，停止加热，再通入一会儿一氧化碳，停止加热，再通入一会儿一氧化碳，直至玻璃管冷却，防止直至玻璃管冷却，防止Fe被氧化。被氧化。原料：铁矿石、焦炭、石灰石原料：铁矿石、焦炭、石灰石Fe2O3+3CO=2Fe+3CO2高温高温反应的化学方程式：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1、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。（二）工业炼铁：（二）

6、工业炼铁：2、设备：炼铁高炉、设备：炼铁高炉铁矿石、焦炭、石灰石铁矿石、焦炭、石灰石Fe2O3+3CO=2Fe+3CO2高温高温CO2C 2CO 高温高温C + O2 CO2 点燃点燃 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,在计算用料和产量时在计算用料和产量时,应考虑到杂质问应考虑到杂质问题。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。（三）含杂质的物质的化学方程式的计算：（三）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(不纯不纯) =

7、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，理论上可炼含铁的赤铁矿石，理论上可炼含铁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。160 112800t x160800t=112xx560t答：答： 1000t含氧化铁含氧化铁(Fe2O3) 80%的赤铁矿石，理论上可炼出含铁的赤铁矿石，理论上可炼出含铁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。160 112800t x96

8、%160 :112800t :x96% x583t(杂化纯杂化纯)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。Fe2O3+3CO 2Fe + 3CO2高温高温Fe2O3+3CO 2Fe + 3CO2高温高温折合成含铁折合成含铁96%的生铁的质量为的生铁的质量为 560t96%=583t二、金属资源保护（一）金属的腐蚀和防护（一）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

9、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：用橡皮塞塞紧用橡皮塞塞紧管口管口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? ?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。铁锈的成分很复杂铁锈的成分很复杂,主要为主要为Fe2O3 XH2O。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；

10、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。4Fe+3O2+2XH2O=2Fe2O3 XH2O (缓慢氧化缓慢氧化)(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反应，所以铝耐腐蚀。与氧气反应，所以铝耐腐蚀。)铁生锈的

11、条件铁生锈的条件防止铁生锈的方法防止铁生锈的方法(破坏铁生锈的条件即可破坏铁生锈的条件即可)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

12、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： 据估计一些矿物可供开采的年限据估计一些矿物可供开采的年限（二）金属资源保护（二）金属资源保护为什么要保护金属资源？为什么要保护金属资源？矿物的储量是有限的，而且不能再生。矿物的储量是有限的，而且不能再生。（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。金属的回收与利用。金属的回收与利用。 有计划有计划, ,合理地开采矿物合理地开采矿物, ,严禁不顾严禁不顾国家利益的乱采矿。国家利益的乱采矿。寻找金属代用品。如以塑代钢。寻找金属代用品。如以塑代钢。 金属的回收利用金属的回收利用回收一个铝质饮料罐比制造一个新饮料罐要便宜回收一个铝质饮料罐