金属资源的利用和保护

课题3金属资源的利用和维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〕有单质方式存在；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他大多数以化合物的方式存在。金属化合物在自然界中以矿物的方式存在。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位置。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消费和其它领域。其中，提取量最大的是铁。金属活动性顺序表：KCaNaMgAlZnFeSnPb(H)CuHgAgPtAu金属活动性由强逐渐减弱金属的存在方式单质：少数化学性质较不活泼的金属，如金、银等化合物：化学性质较活泼的金属，如铁、铝、锌、钠和钙等孔雀石(Cu2(OH)2CO3)闪锌矿一、铁的冶炼一、铁的冶炼景象：红色粉末变成黑色，廓清的石灰水变浑浊。点燃尾气有蓝色火焰一氧化碳复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3、请根据实验CO与Fe2O3的反响，回答以下问题：

问题：1、一氧化碳与氧化铁的反响有下面四步

〔1〕点燃酒精灯给氧化铁加热〔2〕通入一氧化碳〔3〕停顿通入一氧化碳〔4〕停顿对氧化铁加热；

那么正确的顺序是()

2143问题4、为何反响安装后面还有一个气球？答：搜集尾气防止大气污染。问题5、他还有其他处置尾气的方法吗？

先通后点的缘由是为了防止加热一氧化碳和空气的混合气而发生爆炸。实验终了后，先熄灯后停气的缘由是为了防止温度降低后外面的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。操作中应留意些什么？先通CO后点灯先熄灭酒精灯后停顿通CO工业炼铁1、原理：高温下用一氧化碳从铁矿石中把铁反响出来。2、主要原料：铁矿石、焦炭、石灰石

3、主要设备：高炉高炉表示图4、主要反响过程〔1〕焦炭与

过量空气高温反响〔2〕二氧化碳又与焦炭在高温下反响生成一氧化碳〔3〕一氧化碳与赤铁矿石高温反响

试写出各步反响的化学方程式：(1)C＋O2＝CO2(2)CO2＋C＝2CO(3)Fe2O3＋3CO＝2Fe＋3CO2

点燃高温高温

问题1：原料中焦炭和石灰石的作用是什么？答：焦炭的作用是作燃料和生成一氧化碳。石灰石的作用是除去炉渣。5、产物〔1〕生铁〔2〕高炉煤气：CO、CO2、N2、大量灰尘等。〔3〕炉渣：主要是CaSiO3问题1：高炉煤气能否直接排放？怎样处置？问题2:生铁中的主要成分是什么?答：1:高炉煤气不可直接排放。必需净化处置并加以综合利用。2:生铁主要含铁，除此之外还含有2%-4.3%的碳,还含有锰、硅、硫、磷等元素。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例题：用1000t含氧化铁80％的赤铁矿石，实际上可以炼出含铁96％的生铁多少t?解：设实际上可以炼出含铁96%的生铁的质量为xFe2O3------------------2Fe1602×561000t×80％x·96%∵1602×561000t×80％x·96%∴x=2×56×1000t×80％160×96%=583t答：略。练习：1、某钢铁厂每天需耗费5000t含氧化铁76％的赤铁矿石，该厂实际上可以日产Fe98％的生铁多少t?2、冶炼2000t含杂质3％的生铁，需求含Fe3O490%的磁铁矿石多少t?第2课时二、金属资源维护金属资源的维护资料一：根据已探明的一些矿物的贮藏量和目前耗费速度，有人估计一些矿物可供开采的年限如以下图所示。资料二：据有关资料报道，如今世界上每年因腐蚀而报废的金属设备和资料相当于年产量的20%~40%。思索1、金属资源短缺对人类社会开展意味着什么呢？2、金属腐蚀的条件是什么？如何防腐？3、如何维护金属资源？铁生锈的条件：与氧气〔或空气〕接触与水接触其它影响要素：温度、盐等思索：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：探求铁生锈的条件铁生锈条件的探求现象分析结论试管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〕铁在空气中锈蚀，实践上是铁跟氧气、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，不断向里层浸透，继续跟铁反响，直至铁被完全锈蚀。氧化铁与铝壶外表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“自我维护〞铁铁锈与空气〔氧气〕接触与水接触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①坚持钢铁外表的清洁枯燥。②镀金属维护层：如镀锡、镀锌、镀铬等；白铁皮镀锌，马口铁镀锡，钢圈镀铬、镍。③涂非金属维护层：如喷涂油漆、涂防锈油、在脸盆、杯子外表烧涂搪瓷、用橡胶或塑料包在钢铁外表。④构成氧化膜维护层：枪套上构成四氧化三铁、锯条上的烤蓝。⑤在钢铁里参与金属或非金属构成耐腐蚀合金：如不锈钢〔加Cr、Ni〕防止铁锈蚀的主要措施：怎