金属资源的利用和保护（28张）

第八单元

金属和金属材料课题3金属资源的利用和保护第一课时自然界以单质形式存在的金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外,其余都以化合物形式存在。金属的存在形式：单质(少数，如金和银)化合物(大多数，如各种铁矿石)赤铁矿（主要成分是Fe2O3

）菱铁矿（主要成分是FeCO3

）常见的矿石硫铁矿(主要成分是FeS2

)磁铁矿（主要成分是Fe3O4）

辉铜矿（主要成分是Cu2S）

黄铜矿（主要成分是CuFeS2）铝土矿主要成分是Al2O3

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。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Al！金属元素在地壳中含量：一、铁的冶炼：生熟炼铁炉一生熟炼铁炉二

我国古代炼铁图

早在春秋战国时期，我国就开始生产和使用铁器，从公元1世纪起，铁便成了一种主要的金属材料。我国在1996年钢的产量就突破了1亿吨。上海宝山钢铁公司炼铁高炉为纪念1996年中国钢产量突破1亿吨而发行的邮票现象分析反应式尾气处理红色的Fe2O3变成灰黑色，同时产生的气体使澄清的石灰水变浑浊一氧化碳还原氧化铁生成铁粉(灰黑色)与二氧化碳1.实验室用一氧化碳还原氧化铁①用燃着的酒精灯将尾气点燃或②用气球收集尾气Fe2O3+3CO===2Fe+3CO2高温证明产物中有铁粉的方法是：

用磁铁吸(或加稀盐酸有气泡)实验步骤：①.按下图组装仪器，并检查其气密性。②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，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(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，并观察装置中所发生的变化。④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，直至玻璃管冷却，防止Fe被氧化。一氧化碳还原氧化铁必须在封闭的硬质玻管中进行，防止一氧化碳污染空气。原料：铁矿石、焦炭、石灰石、空气Fe2O3+3CO===2Fe+3CO2高温2.工业炼铁：反应的化学方程式：CO是还原剂；Fe2O3是氧化剂⑴原理：焦炭在高温条件下跟O2反应生成CO,CO作还原剂，在高温条件下把铁矿石中的铁还原出来。⑵设备：炼铁高炉铁矿石、焦炭、石灰石Fe2O3+3CO===2Fe+3CO2高温CO2＋C2CO

高温C

+

O2

CO2

点燃LOGO选择铁矿石：除了看铁矿石的含铁量，还要看有害杂质的含量是多少。1.原料：赤铁矿Fe2O3磁铁矿Fe3O4铁矿石、焦炭、石灰石、空气70%72.41%2.炉渣出口和生铁出口那个高，为什么？炉渣出口高，因为生铁的密度大于炉渣炼铁时（原料中）各种物质的作用：

焦炭：提供热量，产生还原剂。

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。石灰石：将矿石中的二氧化硅转变为炉渣铁矿石：提供铁元素LOGOCaCO3CaO+CO2↑高温高温CaO+SiO2CaSiO3生活中很多的设施都是用铁制成，如：但设施普遍受到腐蚀的影响。人类每年向自然界索取大量的金属矿物资源，以提取数以亿吨的金属。现在世界上每年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？

现有洁净无锈的铁钉、试管、经煮沸迅速冷却的蒸馏水、植物油、棉花和干燥剂氯化钙。试设计实验以证明铁制品锈蚀的条件。铁生锈条件的探究ⅠⅡⅢ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。(1)铁生锈的条件：氧气、水二、金属资源保护1.金属的腐蚀和防护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、和镀铬镀铜钢铁防锈①保持铁制品表面的洁净和干燥。②在铁制品表面涂一层保护膜③制成耐腐蚀的合金。⑴三角架：⑵钢线：⑷链条：刷漆镀一层耐腐蚀的金属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？讨论：⑶钢圈：

据估计一些矿物可供开采的年限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。怎样保护金属资源呢?(1)铁生锈的条件：氧气、水蒸气。二、金属资源保护1.金属的腐蚀和防护（2）防止铁生锈的方法(破坏铁生锈的条件)：①保持铁制品表面的洁净和干燥。②在铁制品表面涂一层保护膜③制成耐腐蚀的合金。3、保护金属资源的途径：⑴防止金属的腐蚀，⑵回收与利用废旧金属，⑶合理有效地开采矿物，⑷寻找金属代用品。金属的回收利用回收一个铝制的易拉罐比制造一个新的铝制的易拉罐要便宜20%，而且还可以节约金属资源和95%能源。目前世界上有50%以上的铁和90%以上的金得到回收利用。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）浸没有植物油中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(3)、(2)C、D3、随着人们生活质量的提高，各种电池使用量大幅度增加，废电池进行集中处理的问题被提到议事日程上来。其首要原因是()A回收利用电池外壳的金属材料B防止电池中汞、镉、铅等重金属对土壤和水源的污染C减轻电池中渗漏的液体对其他物品的腐蚀D回收利用电池中的石墨电极我会做C我会做4、（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LOGOLOGO

在实际生产时,所用的原料或产物一般都含有杂质,在计算用料时和产量时,应考虑到杂质问题。不纯物质、纯物质、纯度之间的关系：列比例时，一定要用纯量。3.含杂质的物质的化学方程式的计算：m(纯)=m(不纯)×纯度m(不纯)=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。160112800tX160800t=112XX＝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