第8单元 课题3 金属资源的利用和保护

课题3金属资源的利用和保护金属活动性顺序表：KCaNaMgAlZnFeSnPb(H)CuHgAgPtAu金属活动性由强逐渐减弱金属元素在自然界中的存在形式

自然界除少数很不活泼的金属如金、银等有单质形式存在外,一.金属的存在：自然界以单质形式存在的金自然界以单质形式存在的银金属元素在自然界中的存在形式其余都以化合物形式存在于地壳和海洋中。赤铁矿主要成分是Fe2O3黄铁矿主要成分是FeS2菱铁矿主要成分是FeCO3

铝土矿主要成分是Al2O3黄铜矿主要成分是CuFeS2辉铜矿主要成分是Cu2S金属元素在地壳中的含量元素名称质量分数/%元素名称质量分数/%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资料矿石:工业上把能用来提炼金属的矿物。赤铁矿[Fe2O3]磁铁矿（Fe3O4）黄铁矿:FeS2菱铁矿:FeCO3铝土矿:Al2O3

孔雀石Cu2(OH)2CO3赤铜矿

Cu2O黄铜矿CuFeS2辉铜矿Cu2S铜矿石铁矿石

铁矿石如何变成金属？？？一、铁的冶炼1、原料：焦炭、石灰石、铁矿石黄铁矿FeS2赤铁矿Fe2O3菱铁矿FeCO3磁铁矿Fe3O42、原理：

在高温的条件下，利用一氧化碳与氧化铁（铁矿石）反应，把铁从氧化铁（铁矿石）中还原出来。Fe2O3+3CO2Fe+3CO2高温70%48.27%46.67%72.41%含铁量实验：一氧化碳还原氧化铁[Fe2O3]现象：

红棕色粉末变成黑色，Fe2O3+3CO2Fe+3CO2高温澄清的石灰水变浑浊。CO2+Ca(OH)2CaCO3↓+H2O2CO+O22CO2点燃

先熄灭酒精灯后停止通CO：防止温度降低后外界空气进入玻璃管使铁重新被氧化；还防止试管中的石灰水倒吸入热的玻璃管，使之炸裂。操作中应注意些什么？1、实验开始时，先通CO还是先点燃酒精灯？为什么？2、实验结束时，先熄灭酒精灯还是先停止通CO？为什么？先通CO后点燃酒精灯：排出玻璃管中空气，防止加热时CO与空气混合而发生爆炸。4、铁片呈银白色，因为它能够比较均匀地反射各种可见光；铁粉呈黑色，因为铁粉颗粒细小，光线绝大部分被吸收，不能吸收的那部分色光都被漫反射了，进入人眼的色光很少。3、用酒精灯点燃尾气或收集备用的作用是？防止CO污染空气。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(还原剂)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%含铁量铁的冶炼（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：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

工业上工业上炼铁时各物质的作用：石灰石：将铁矿石中的SiO2等杂质转化为炉渣；焦炭：提供热量，提高炉温；提供还原剂CO。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。CO2+C==2CO高温3CO+Fe2O3===2Fe+3CO2高温C+O2==CO2高温CaO+SiO2==CaSiO3高温CaCO3==CaO+CO2高温提供热量提供还原剂除去二氧化硅，转化为炉渣金属的冶炼方法：1.热还原法:许多金属（如锰、锌、铁、铜、铅等）的冶炼，是把它们的矿物跟焦炭或氢气、一氧化碳等物质一起加热反应而制得。2.电解法：有些活泼的金属（如钾、钠、镁、铝等）很难从其矿物质中提取出来，可用电解法制得。例：电解氧化铝制金属铝；电解氯化镁制金属镁。3.湿法炼铜：利用较活泼金属将铜从其化合物溶液中置换出来。例：用1000t含氧化铁80％的赤铁矿石，理论上可以炼出纯铁多少t?解：1000t赤铁矿石中含氧化铁的质量为：1000t

×80%=800t

设理论上可以炼出的纯铁质量为x。160112800t

X160800t112XX=560t答:可以炼出纯铁560t。3CO+Fe2O32Fe+3CO2如果炼出含铁为96%的生铁多少t？生铁的质量560t÷96%=583t可以炼出含铁96%的生铁583t。1.将含杂质的物质质量换算成纯物质的质量；纯物质的质量=

不纯物质的质量×物质的质量分数3.将计算得到的纯物质质量换算成含杂质物质的质量。不纯物质的质量=纯物质的质量÷物质的质量分数2.将纯净物的质量代入化学方程式进行计算；含杂质物质的化学方程式的计算步骤：二、金属资源保护资料一：据有关资料报道，现在世界上每年因腐蚀而报废的金属设备和材料相当于年产量的20%~

40%。资料二：矿物的储量有限，而且不能再生。可供开采的年限如图所示。铁为什么会生锈？？？取3枚洁净无锈的铁钉，分别放入3支试管中进行下面的实验步骤一、在试管1中加入少量的蒸馏水，使铁钉的一半浸没在水中步骤二、在试管2中注满迅速冷却的沸水、植物油步骤三、在试管3中加入少量干燥剂（生石灰或无水氯化钙）再放一团干棉球，把铁钉放在干棉球上，塞紧橡皮塞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一半在水中干燥空气中铁生锈条件的探究现象分析结论试管Ⅰ试管Ⅱ

试管Ⅲ生锈不生锈不生锈铁既与水接触，又与氧气接触铁只与水接触铁只与氧气接触在水、氧气同时存在的环境中铁能生锈。（缓慢氧化，放热）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Fe2O3

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。铁锈-------混合物(主要成分氧化铁)结构疏松多孔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）接触与水接触讨论通过对铁制品锈蚀条件的探究，你对防止铁制品锈蚀有什么建议？1、保持铁制品表面干燥和洁净。2、在铁制品表面涂一层保护膜如：刷油漆、涂油、镀上一层耐磨、耐腐蚀的金属铬、高温灼烧金属，进行“烤蓝”处理等。3、制成合金钢，如不锈钢。

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2、金属资源保护保护金属资源的主要途径：1、防止金属的腐蚀2、金属的回收和利用3、有计划合理地开采矿物4、寻找金属代用品学生练习：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、二氧化碳接触5、物尽其用小结铁生锈的主要条件是与空气和水（或水蒸气）直接接触。破坏铁生锈的条件就能防止铁生锈。防止铁生锈的方法为：

1、保持铁制品表面干燥和洁净

2、在铁制品表面刷油漆、涂油、镀铬、“烤蓝”等

3、制成合金钢保护金属资源的有效途径是：

防止金属腐蚀

回收利用废旧金属

合理有效的开采矿物

寻找金属的代用品

物尽其用我会做1、通过实验回答，铁钉在下列哪些情况下容易生锈？（1）在干燥的空气中（2）在潮湿的空气中（3）部分浸入食盐水中（4）浸没在植物油中2、下列做法能防止铁制品生锈的是（）A、自行车脏了用清水冲洗

B、用废酸液冲洗铁制污水管道

C、在铁制篮球架上刷一层油漆

D、切完咸菜后，尽快将菜刀洗净擦干(2)、(3)C、D我会做3、（1）下列家庭生活垃圾：①废旧书刊报纸②废电池③废弃橡胶、塑料制品④易拉罐饮料瓶⑤废弃电线⑥破旧铁锅、铝壶⑦变质剩饭菜⑧瓜皮果壳⑨废弃玻璃物品等，其中可回收利

用的有＿＿＿＿＿＿＿＿。回收利用与保护金

属资源的相关联的是＿＿＿＿＿＿。（2）请你联系实际再提出两条节约金属资源的建议:

＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿；＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。

①②③④⑤⑥⑨②④⑤⑥防止金属腐蚀寻找金属的代用品1)为避免一氧化碳污染空气，并回收利用一氧化碳，方框中连接的是C和D，导管接口的连接顺序a→

→

→

。C装置中NaOH的作用是

。2)实验开始时，应

(填“先加热再通CO”或“先通CO再加热”)，目的是

。3)实验进行一段时间后，玻璃管A中出现的现象为

，反应方程式为

。4)除CO外，还有哪些物质可以还原Fe2O3

(请写一物质的化学式)。1.某化学兴趣小组用一氧化碳与氧化铁的反应来探究炼铁的原理，装置如下图所示。请回答有关问题：dbe除去残余的二氧化碳

先通一氧化碳再加热

排出玻璃管内的空气，防止加热爆炸

Fe2O3+3CO2Fe+3CO2高温C或H2

固体由红棕色变成黑色练习：2、下列关于金属资源的说法，不正确的是（）A、自然界中除少数不活泼的金属如金、银等以单质形式存在外，其余都以化合物形式存在B、自然界中的金属资源是取之不尽的C、防止金属锈蚀、回收利用废旧金属可以保护金属资源和环境D、合理开发矿物、寻找金属代用品都是保护金属资源的有效途径B3、手机、笔记本电脑等电子产品中使用的锂电池，具有体积小、充电时间短、放电时间长等优点，放电时的工作原理是锂（Li）跟二氧化锰作用生成LiMnO2。1）在LiMnO2里，锂元素显＋1价，则锰元素的化合价为

；2）写出锂电池放电时的化学方程式

；（3）锂电池充电时，是将电能转化为

能。＋3

Li+MnO2=LiMnO2

化学

4、图表资料可以为我们提供很多信息，下列从图表中获取的信息及应用不正确的是（）A、根据金属活动性顺序表，判断金属是否容易被盐酸腐蚀B、根据金属的熔点数据表，判断金属的导电性强弱C、根据溶解度曲线图，选择从溶液中获得晶体