第八单元课题3-金属资源的利用和保护

第八单元

金属和金属材料课题3金属资源的利用和保护（1）

4.知道废旧金属对环境的污染，认识回收利用废旧金属等金属资源保护的重要性。学习目标：

2.知道一些常见金属如铁、铝、铜等的矿物，了解从铁矿石中将铁还原出来的方法。

3.会根据化学方程式对含有某些杂质的反应物或生成物进行有关的计算。1.了解金属锈蚀的条件以及防止金属锈蚀的简单方法。2.会根据化学方程式对含有某些杂质的反应物或生成物进行有关的计算。1.了解金属锈蚀的条件以及防止金属锈蚀的简单方法。重点：图8-15

自然界以单质形式存在的金图8-16

自然界以单质形式存在的银1.金属的存在形式：少数以单质形式存在(如金和银)大多数以化合物形式存在菱铁矿（主要成分是FeCO3

）

2.常见的矿石磁铁矿（主要成分是Fe3O4）赤铁矿（主要成分是Fe2O3

）铝土矿主要成分是Al2O3

辉铜矿（主要成分是Cu2S）

黄铜矿（主要成分是CuFeS2）孔雀石图8-17常见的铜矿元素名称质量分数%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地壳中含量最多的金属是铝3.金属元素在地壳中含量：11.原理：一、铁的冶炼：CO还原氧化铁2.实验步骤：①.按上图组装仪器，检查其气密性。②装药品。

③先通CO排尽空气，后点燃酒精喷灯加热。④反应结束后，先停止加热，继续通CO，直至玻璃管冷却，防止铁被热空气氧化。（一）实验室炼铁：红色粉末变成黑色;同时产生使澄清的石灰水变浑浊的气体①用燃着的酒精灯将尾气点燃②或用气球收集尾气Fe2O3+3CO===2Fe+3CO2高温3.现象4.化学方程式5.尾气CO的处理方法（防止污染空气）1.原料：铁矿石、焦炭、石灰石Fe2O3+3CO===2Fe+3CO2高温（二）工业炼铁：

3.原理：在高温下，利用炉内反应生成的CO，把铁矿石中的铁还原出来。即：CO是还原剂；Fe2O3是氧化剂2.设备：高炉※石灰石作用：把杂质转化为炉渣铁矿石、焦炭、石灰石Fe2O3+3CO===2Fe+3CO2高温CO2＋C2CO高温C

+

O2

CO2

点燃5.高炉内由下至上的反应：在实际生产时,所用的原料或产物一般都含有杂质,在计算用料和产量时,应考虑到杂质。2.混合物、纯净物、纯度（即质量分数）之间的关系：1.列比例时，一定要用纯净物的质量。（三）含杂质的物质的化学方程式的计算：m(纯)=m(混)×纯度(%)m(混)=m(纯)÷纯度(%)例题：用1000t含氧化铁(Fe2O3)

80%的赤铁矿石，理论上可炼含铁96%的生铁多少吨？Fe2O3+3CO===2Fe+3CO2高温解：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X。160112800tX160112=800tXX＝560t折合含铁96%的生铁的质量为560t÷96%＝583t

(纯化杂)答：1000t含氧化铁(Fe2O3)80%的赤铁矿石，理论上可炼出含铁96%的生铁为583t。或设800t氧化铁理论上可以炼含铁96%的生铁质量为X。Fe2O3+3CO===2Fe+3CO2高温160112800tX×96%160:112＝800t:X×96%X＝583t

(杂化纯)⑵设需含Fe2O3质量分数为85%的赤铁矿石的质量为x。解：⑴生铁中含纯铁：3000t×(1－5%)=2850t.Fe2O3+3CO===2Fe+3CO2112X·85%2850t

高温160112=2850tX≈4790t答：⑴该3000t生铁中含纯铁2850t。⑵该炼钢厂每天需含Fe2O3质量分数为85%的赤铁矿石为4790t。

1、某炼钢厂日产含杂质5%的生铁3000t，试计算：⑴该3000t生铁中含纯铁多少吨？⑵该炼钢厂每天需含Fe2O3质量分数为85%的赤铁矿石多少吨？（计算结果保留整数）跟踪练习：X·85%2.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①

，②

。

(2)实验过程中，先要进行的是______________。（填Ⅰ或Ⅱ）Ⅰ．加热Ⅱ．通一氧化碳

(3)A中反应的化学方程式是。

B中反应的化学方程式是

，

B中观察到的现象是_______________

。

(4)该装置的不足之处是

。铁架台试管ⅡFe2O3+3CO===2Fe+3CO2高温没有尾气处理装置（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①②AB

3.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。KCaNaMgAlZnFeSnPb(H)CuHgAgPtAu约6000年前约200年前约600年前约2500年前⑴选择编号填空：铝的利用比铜和铁晚得多，原因是

；目前铝在多个领域替代易生锈的钢铁，其主要原因是

。①铝的密度小②铝很活泼③地壳中铝的含量高④铝的表面易生成致密的保护膜②①④⑵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方程式

；能证明产物中有铁粉的方法是：

。用磁铁吸(或加稀盐酸有气泡)3CO+

Fe2O3

2Fe

+

3CO2

====高温⑶在组装仪器时，把玻璃管插入橡胶管的操作方法

是

。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导管一端用水润湿后旋转插入第八单元

金属和金属材料课题3金属资源的利用和保护（2）二、金属资源保护保护金属资源的原因：⑴每年大量开采金属资源(数以亿吨计)⑵每年大量的金属被腐蚀(相当于年产量的20%~40%)为什么要保护金属资源？（一）金属的腐蚀和防护虽然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占世界年产量的四分之一！如何防锈？让我们先了解铁的生锈过程a.在干燥空气中b.浸没被植物油密封的凉开水中c.半截浸没在水中1.铁的生锈过程哪种条件下,铁最易生锈?为什么?——不生锈(有O2无水)不生锈

(有水无O2)

——植物油

abc

生锈——

(有水和Ｏ2)试管a中为什么要加入干燥剂？

试管b中为什么要用煮沸过的蒸馏水，且要加入植物油？

是为了除去空气中的水蒸气为了防止蒸馏水中溶有氧气；防止外界空气进入水中。铁铁锈与空气（氧气）接触与水接触2.铁制品生锈的条件:铁制品与水和空气（氧气）同时接触

为什么铁制品易生锈而铝制品耐腐蚀呢？铁锈的主要成分是Fe2O3，它是一种疏松多孔的物质。易吸收水分和氧气，如果铁制品生锈不及时去除，会导致铁制品完全锈蚀。铝制品表面有一层致密的氧化铝（Al2O3）薄膜，能保护里层的铝不再被氧化。所以铝制品耐腐蚀。Fe2O3Fe铁锈-------混合物(主要成分氧化铁)疏松多孔，会加速铁的锈蚀3.通过化学反应在铁制品表面生成一层致密的氧化物薄膜(如烤蓝)2、防锈方法4.镀上较活泼的金属由镀锌铁制造的水桶。把铁与一较活泼的金属相连接，因而较活泼金属与氧气反应，从而防止铁生锈。(牺牲性保护)2、防锈方法破损部位锌表层氧与锌反应，铁不会腐蚀铁锌块4.镀上较活泼的金属(牺牲性保护)2、防锈方法5.使用铁合金用不锈钢制造的器具(在铁中加入其它金属改变其内部结构)2、防锈方法怎么防止钢铁生锈呢？在车船的表面喷油漆在机械表面涂机油在钢铁表面镀上一层其他金属。如：在钢铁表面镀铜、镀锌、和镀铬镀金属a.

保持铁制品表面干燥b.在铁制品表面涂一层保护膜:如：刷油漆、涂机油、镀上一层耐磨、耐腐蚀的金属c.改变金属结构（制成合金，如不锈钢等）3.防止铁制品生锈的具体方法为：⑴三角架：⑵辐条⑷链条：刷漆镀一层耐腐蚀的金属涂油等平时要保持自行车干燥自行车防锈措施有哪些？讨论：⑶钢圈（二）保护金属资源的途径(4点)：1.防止金属腐蚀2.回收和利用废旧金属

据估算，回收一个铝制饮料罐比制造一个新饮料罐要便宜20%，(a.降低了金属制品的生产成本)。而且还可（b.节约金属资源）和95%的能源。1t废钢铁回炉冶炼可炼成近1t的钢，跟用铁矿石冶炼比，能节约11t煤和铁矿石，减少污染空气的悬浮微粒11kg。目前世界上已有50%以上的铁和90%以上的金得到了回收利用。

废旧金属的回收利用还可（c.减少对环境的污染）。例如，废旧电池中含有汞等，如果废旧电池随意丢弃，汞等渗出会造成地下水和土壤的污染，威胁人类健康。如果将汞等回收利用，可以减少对环境的污染。你知道吗？废弃金属的回收有什么意义？

图8-25据估计一些矿物可供开采的年限3.有计划,合理地开采矿物。矿物的储量是有限的，而且不能再生。4.寻找金属代用品怎样保护金属资源呢?1.防止金属的腐蚀。2.金属的回收与利用。

3.有计划,合理地开采矿物。4.寻找金属代用品。长话短说：保持金属表面干燥改变金属内部结构在其表面涂上保护膜反馈练习

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2.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B.水面附近的船体部分C.水面下的船底部分D.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。下列做法中不能起防锈作用的是（）①在铁制品表面镀锌②在铁制品表面涂油脂③保留铁件表面的铁锈作保护层④在铁器表面刷油漆⑤自行车脏了用清水冲洗⑥用废酸液冲洗铁制污水管道⑦切完咸菜后，尽快将菜刀洗净擦干A.②⑤

B.③⑤⑥

C.①③⑦

D.②⑥⑦

B

4.全世界每年因生锈损失的钢铁约占世界钢铁年产量的1/4。某学生想探究铁生锈的条件，他将干净的铁钉分别同时入放A、B、C三支试管中进行研究。⑴请你帮助该学生完成下列实验设计的内容：编号操作方法实验目的A探究铁在干燥空气中的生锈情况B放入铁钉，注入蒸馏水浸没铁钉，并用植物油液封C探究铁在有空气和水时的生锈情况烘干试管（加入干燥剂），放入铁钉，塞上塞子

探究铁在有水而无空气（氧气）时的生