上课用--金属资源的利用与保护.ppt

1、金属资源的利用和保护,金属活动性顺序表：,K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb (H) Cu Hg Ag Pt Au,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,其余都以化合物形式存在于地壳和海洋中,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,金属元素在地壳中的含量,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,

2、黄铜矿 CuFeS2,辉铜矿 Cu2S,铜 矿 石,磁铁矿（主要成分Fe3O4）,赤铁矿（主要成分Fe2O3）,想一想：假如你是炼铁厂的厂长，你认为哪种矿石最不适宜作为工业炼铁的原料？,70%,72.4%,48.3%,46.7%,图8-22上海宝山钢铁公司炼铁高炉,图8-19为纪念1996年中国钢产量突破1亿吨而发行的邮票,矿石如何变成金属？,二、铁的冶炼,1、原料：,一氧化碳、铁矿石,2、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。,含铁量,（一）、实验室炼铁,实验：一氧化碳还原氧化铁Fe2O3,现象： 红色粉末变成黑色，,澄清的石灰水变浑浊

3、。,用酒精灯点燃尾气的作用是,防止CO污染空气,实验结束时，先熄灯后停CO，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。,操作中应注意些什么？,1、先通CO还是先点燃酒精灯？为什么？,2、先熄灭酒精灯还是先停止通CO？为什么？,先通后点的原因是为了防止加热一氧化碳和空气的混合气而发生爆炸。,（1）原料：,黄铁矿 FeS2,赤铁矿 Fe2O3,菱铁矿 FeCO3,磁铁矿 Fe3O4,（2）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,石灰石、铁矿石 焦炭、空气,（3）设备：高炉,化学方程式：,70%,48.2

4、7%,46.67%,72.41%,含铁量,（二）、工业炼铁,(4) 产品：生铁,将铁矿石中的 SiO2转变为炉渣,（Fe2O3）,生铁,出铁口,炉渣,出渣口,高炉气体,高炉气体, 产生一氧化碳 提供热量,提供热量,提供还原剂,造渣，除去二氧化硅,有关杂质问题的计算,辅助练习1、1000t含杂质20%的赤铁矿石中 含氧化铁的质量是多少？,氧化铁的质量： 1000t （ 1- 20% ）=800t,纯物质的质量= 不纯物质的质量物质的质量分数,不纯物质的质量= 纯物质的质量物质的质量分数,例 ：1000t含氧化铁80%的赤铁矿石，理论上可炼出含铁96%的生铁的质量是多少？,解：氧化铁的质量： 10

5、00t 80% =800t,设：理论上可炼出铁的质量为X Fe2O3+3CO = 2Fe+3CO2 160 2X56 800 X,800t x=560t 256 x,高温,=,折合为含铁96%的生铁的质量为560t96%=583t,答：1000t可炼出生铁为583t。,练习：要炼出含杂质3%的生铁2000吨，需要含四氧化三铁质量分数为90%的磁铁矿石多少？,解：铁的质量： 2000t(1-3%) =1940t,设：可炼出四氧化三铁的质量为X Fe3O4+4CO = 3Fe+4CO2 232 168 X 1940t,高温,232 x x=2679t 168 1940t,=,折合为磁铁矿石的质量为

6、2679t90%=2977t,答：磁铁矿石的质量为2977t。,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,铁钉生锈,铁钉不生锈,铁钉不生锈,现象和对比,铁生锈与H2O有关,铁生锈

7、与O2和H2O都有关,铁生锈与O2有关,现象和对比,水中溶解有少量的O2,将蒸馏水煮沸后，迅速冷却后再使用,疏松,应该,铁锈吸收空气中的水和O2使锈蚀速度加快,实验,氧化铁与铝壶表面的氧化铝膜性质比较,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,铜锈,Cu2(OH)2CO3,H2O,O2,CO2,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,三角架：,钢线(辐条）：,链条：,刷漆,镀一层耐腐蚀的金属,涂油等,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：,钢圈：,镀（镀锌铁又被称为）,金属,白铁皮,和； （方程式为： ）,烤蓝,发黑,Fe + H2O Fe3O4 + H2,3,4,4,涂。,油,刷。,油漆,最后，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