课题3-金属资源利用和保护

课题3金属资源的利用和保护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自主预习

阅读书本14－15页的有关内容，完成下列问题：1.地球上的金属资源除少数很不活泼的金属如

、

等有

形式存在外，其余都以

形式存在。以化合物形式存在的金属，在自然界中是以矿物的形式存在的。2.金属在地壳中的分布最多的是：

，其次是

。3.赤铁矿的颜色是

，化学式

；磁铁矿的化学式

。氧化铁的化学式

；氧化亚铁的化学式

。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；

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。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）罕见的铜矿石毛赤铜矿(Cu2O

)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。自主预习阅读书本15－16页的有关内容，完成下列问题：1.炼铁的原理：

。2.实验室的炼铁的步骤（如图8－20）：要先点燃酒精灯目的是

然后再通入CO其目的

；过一会再点燃酒精喷灯,反应条件是

；加热一会看到玻璃管中的现象是

，该反应的化学方程式为

，看到澄清的石灰水

，化学反应方程式

。3.工业炼铁的原料：

、

、

。石灰石的作用

；焦炭的作用

、

；焦炭在高炉中发生的两个化学反应的方程式：

、

；高炉炼铁的原理的化学反应方程式

。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相关的化学方程式：Fe2O3+3CO2Fe+3CO2CO2+Ca(OH)2CaCO3

↓+H2O2CO+O22CO2点燃高温用酒精灯点燃尾气的作用是防止一氧化碳污染空气

C2H5OH+3O2==CO2+3H2O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注意：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重新被氧化，同时还可防止石灰水倒吸。1、原料：黄铁矿FeS2赤铁矿Fe2O3菱铁矿FeCO3磁铁矿Fe3O42、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铁矿石中还原出来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：70%48.27%46.67%72.41%含铁量高炉是个竖直的圆筒形炉子，炉壳用钢板制成，内部用耐火砖作衬里。炼铁的主要原料是铁矿石、焦炭、石灰石和空气。高温下，用还原剂（主要是一氧化碳）从铁矿石里把铁还原出来

工业上铁矿石焦炭热空气炉渣出口生铁出口石灰石高炉炼铁图：炼铁时各物质的作用：石灰石：把杂质转化为炉渣焦炭：燃烧放热提高炉温，并将生成的CO2还原为具有还原性的CO，因此在炼铁高炉中起主要作用的还原剂是CO，优点是气体还原剂具有流动性，能与矿石充分接触，使反应更彻底。物理性质化学性质金属的利用金属的保护5、有位同学设计了下列实验（装置及所用药品如图所示），仔细观察后回答下列问题。（1）在给氧化铁加热时，要先通入一氧化碳气体后加热，其目的是

。（2）在C处看到的现象是

，说明反应后有

生成。（3）本实验设计中，在B处所采取措施的目的是

，其优点是

。排尽玻璃管中的空气，以免CO与空气混合后加热发生爆炸.澄清石灰水变浑浊二氧化碳

防止一氧化碳污染环境

充分利用能源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。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.金属的腐蚀和防护全浸在水中干燥空气中一半在水中食盐水中稀H2SO4中实验：探究铁生锈的条件

一周后铁钉沾了酸液:铁钉严重锈蚀铁钉浸没一半的在食盐水中：浸没在食盐水中的铁钉几乎全部生锈铁钉浸没一半在水中：铁在空气、水的界面处生锈铁钉完全浸没在水中（上面还加植物油）：铁未生锈铁钉放在干燥的空气中（加干燥剂等）：铁未生锈全浸在水中稀H2SO4中一半在水中食盐水中干燥空气中1．铁生锈是铁与氧气、水等物质相互作用。（缓慢氧化,放热）2.在有酸性和盐条件下会加快生锈速率3．铁锈（混合物）的主要成分是氧化铁Fe2O3,红棕色.结论: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）接触与水接触想一想阅读教材P19页，回答下列问题：1、试管Ⅱ中为什么要用煮沸过的蒸馏水，且要加入植物油？

2、铝与氧气反应生成的氧化铝能起到保护里层铝的作用。铁锈是否也能保护里层的铁呢？

3、你能否根据铁生锈的条件提出防止铁制品生锈的原理吗？是为了防止蒸馏水中溶有氧气。不能，因为铁锈是疏松的。4.加快铁生锈速率的情况酸性污染物的存在

(酸雨)加快生锈速度离子化合物的存在

(氯化钠)高溫