课题3-金属资源的利用和保护课件1

第八单元

金属和金属材料课题3金属资源的利用和保护人类生活离不开金属一.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（如金、银等）有单质形式存在；图5—2地壳中金属的百分含量含有矿物的岩石称为矿石。铁矿石等都是常见的矿石其余大多数以化合物的形式存在。金属化合物在自然界中以矿物的形式存在。元素名称质量分数/％元素名称质量分数/％铝7.73镁2.00铁4.75锌0.008钙3.45铜0.007钠2.74银0.00001钾2.47金0.0000005赤铁矿黄铁矿FeS2菱铁矿FeCO3铝士矿黄铜矿辉铜矿Fe2O3常见几种金属矿物的成分孔雀石Cu2(OH)2CO3赤铜矿

Cu2O磁铁矿（主要成分Fe3O4）我国是世界上已知矿物种类比较齐全的少数国家这一，矿物储量也很丰富，其中钨、钼、钛、锡、锑等储量居世界前列，铜、铝、锰等储量在世界观上也占有重要志地位。大自然向人类提供了丰富的金属矿物资源，人类每年要提炼数以亿吨计的金属用于工农业生产和其它领域。其中，提取量最大的是铁。二.铁的冶炼为纪念1996年中国钢产产量突破1亿吨而发行的邮票上海宝山钢铁公司炼铁高炉现象：红色粉末变成黑色，澄清的石灰水变浑浊。点燃尾气有蓝色火焰一氧化碳还原氧化铁实验室用酒精灯点燃尾气的作用是防止一氧化碳污染空气相关的化学方程式：Fe2O3+3CO2Fe+3CO2CO2+Ca(OH)2CaCO3

↓+H2O2CO+O22CO2高温点燃实验步骤：1、检查装置气密性2、将适量的氧化铁装入试管并固定装置3、点燃右边酒精灯4、通入一氧化碳气体5、点燃酒精喷灯给氧化铁加热6、待硬质玻璃管内红色物质完全变为黑色时停止加热7、待玻璃管内固体冷却后停止通入一氧化碳，然后熄灭右边酒精灯实验前要先通CO将玻璃管中的空气排尽再加热，防止加热时CO与空气混合发生爆炸；实验完毕后，停止加热时要继续通CO至玻璃管内固体冷却，防止高温下的生成物铁与空气接触而被氧化，同时还可防止石灰水倒吸。1、原料：2、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赤铁矿(磁铁矿)中还原出来Fe2O3+3CO2Fe+3CO2高温石灰石、铁矿石焦炭、空气3、设备：高炉化学方程式：工业焦炭的作用：将C转化成CO做还原剂，提高热量。石灰石的作用：将矿石中的SiO2转化成炉渣炼铁条件都是高温！Fe3O4+4CO3Fe+4CO2高温铁矿石焦炭热空气炉渣出口生铁出口石灰石高炉炼铁图：炼钢和炼铁的比较生铁冶炼炼钢原料铁矿石、焦炭、空气、石灰石

生铁、废钢原理在高温下，用一氧化碳从铁的氧化物中将铁还原出来。Fe2O3+3CO2Fe+3CO2用氧气或铁的氧化物除去生铁中多余的碳元素主要设备高炉转炉、平炉、电炉产品生铁钢高温有关杂质问题的计算例1、1000t含杂质20%的赤铁矿石中含氧化铁的质量是多少？氧化铁的质量：1000t×（1-20%）=800t纯物质的质量=不纯物质的质量×纯物质的质量分数（纯度）例2、计算多少吨生铁中含铁的质量分数为96%，含铁560t？生铁的质量：560t÷96%=583.3t不纯物质的质量=

纯物质的质量÷纯物质的质量分数（纯度）例3：用1000t含氧化铁80%的赤铁矿石，理论上可以炼出含铁96%的生铁多少吨？注意：带入化学方程式计算的数据应是纯净物的质量赤铁矿石—氧化铁—铁—生铁1000t×80%×70%÷96%=583.3t生铁的质量：练习：要炼出含杂质2%的生铁3200吨，需要含氧化铁质量分数为80%的赤铁矿石多少吨？生铁—铁—氧化铁—赤铁矿石3200t×（1-20%）÷70%÷80%=4571.5t赤铁矿石:[例题]用1000t含氧化铁80％的赤铁矿石，理论上可以炼出含铁96％的生铁多少吨？解：1000t赤铁矿石中含氧化铁的质量为：1000t×80％=800t设：800t氧化铁理论上可以炼出铁的质量为xFe2O3+3CO＝2Fe+3CO2高温160112800txx=560t折合为含铁96％的生铁的质量为560t÷96％=583t答：用1000t含氧化铁80％的赤铁矿石，理论上可以炼出含铁96％的生铁583t诊断补偿，点击中考二、计算题（2006黄冈）用2000t含氧化铁80％的赤铁矿石，理论上可以炼出含铁96％的生铁多少吨？二、计算题（2006黄冈）用2000t含氧化铁80％的赤铁矿石，理论上可以炼出含铁96％的生铁多少吨？解：2000t赤铁矿石中含氧化铁的质量为：2000t×80％=1600t设：1600t氧化铁理论上可以炼出铁的质量为xFe2O3+3CO＝

2Fe+3CO2

1601121600txx=1120t折合为含铁96％的生铁的质量为1120t÷96％=1166t答：用2000t含氧化铁80％的赤铁矿石，理论上可以炼出含铁96％的生铁1166t高温据有关资料报导，现在全世界每年被腐蚀而报废的金属设备和材料相当于年产量的20%——40%钢铁的最大的弱点就是容易生绣三.金属资源保护1.金属的腐蚀和防护铁轨的锈蚀铁钉的生锈各种铁制品的锈蚀

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金属锈蚀给人类带来了巨大的损失。蒸馏水煮沸的原因：除去水中的氧气与氧气（或空气）接触与水接触其它影响因素：温度、盐等思考：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、水和二氧化碳接触实验：探究铁生锈的条件铁在空气中锈蚀，实际上是铁跟氧气、水等物质相互作用，发生一系列复杂的化学变化，使铁转化为铁的化合物的过程。因此，铁与空气接触，又有水分时，最易生锈！铁锈成分复杂，主要是Fe2O3·XH2O它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。氧化铁与铝壶表面的氧化铝膜性质比较

铁锈

(Ｆe2Ｏ3)氧化铝

(Al2O3)结构特点若不除去结果疏松多孔完全锈蚀致密结实使铝“自我保护”铁铁锈与空气（氧气）接触与水接触怎么防止钢铁生锈呢？在车船的表面喷油漆在机械表面涂防锈油在面盆、杯子、等表面烧涂搪瓷此外，还可以在钢铁表面镀上一层能起保护作用的其他金属。如：在钢铁表面镀锡、镀锌、和镀铬镀铜金属防腐蚀的方法：改变金属的内部结构制成合金，如不锈钢形成保护层刷油漆、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改善腐蚀环境等等保持铁制品表面干燥和洁净（1)隔绝空气或氧气(2)隔绝水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？刷油漆涂油镀铬思考：根据铜绿的化学式Cu2(OH)2CO3分析铜生锈的条件又是什么？在潮湿的空气中铜与氧气、水、二氧化碳等作用生成了铜绿。推理依据是按铜绿的化学式可知：铜绿含C、H、O、Cu四种元素，若无空气中的O2、H2O、CO2等对铜发生作用则铜绿中不可能含O、C、H等元素。用白醋浸泡可除去铜锈。

2.怎样保护金属资源呢?一.防止金属腐蚀二.回收利用废旧金属三.合理有效地开采矿物四.寻找金属的代用品保护金属资源的方法：防止金属的腐蚀回收利用废旧金属有计划、合理地开采矿物寻找金属的代用品等

温故知新:

1.矿石有哪些?写出其主要成分的化学式.2.炼铁的主要反应原理是什么?写出用赤铁矿,磁铁矿炼铁的化学反应方程式.赤铁矿Fe2O3

磁铁矿Fe3O4

黄铁矿FeS2

辉铜矿Cu2S赤铜矿Cu2O菱铁矿FeCO3

铝士矿Al2O3

孔雀石Cu2(OH)2CO3

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Fe2O3+3CO2Fe+3CO2高温诊断补偿，点击中考一、选择题：请将唯一正确答案代量填入下列空格内1（2006广州）人类每年从自然界中提取大量的金属铁，下列关于铁的说法正确的是（）A、炼铁的过程是把单质铁变成氧化铁。B、钢是很纯的铁。C、生铁是含少量碳的铁合金。D、被腐蚀的铁制品属于不可回收的垃圾。2（2006益阳）铁是人类生活中重要的一种材料，工业上可用如下化学反应制得铁，Fe2O3+3CO＝2Fe+3CO2，该反应中，发生还原反应的物质是（）

A、Fe2O3B、COC、FeD、CO23、做一氧化碳还原氧化铁的实验后，清洗试管壁上留下的黑色物质时可选用的方法是（）A、用大量水边冲边洗。B、用试管刷左右、上下猛烈刷。C、用盐酸或稀硫酸清洗后再用水冲。

D、用肥皂粉清洗后再用水冲洗。高温CAC诊断补偿，点击中考4（2006益阳）在下列情况下，埋在地下的铸铁管道腐蚀最快的是（）A、在潮湿、致密的土壤中。B、在干燥、致密的土壤中。C、在潮湿、疏松的土壤中。D、在干燥、疏松的土壤中。5、下列物品需采用防锈措施的是（）A、铁制防盗网。