金屬資源的利用和保護(hù)參考課件1

1、人類生活離不開金屬人類生活離不開金屬金屬元素在自然界中的存在形式（金屬元素在自然界中的存在形式（1）單質(zhì)：單質(zhì)：少數(shù)化學(xué)性質(zhì)較不活潑的金屬，少數(shù)化學(xué)性質(zhì)較不活潑的金屬，如金、銀、銅等如金、銀、銅等自然界以單質(zhì)形式存在的金自然界以單質(zhì)形式存在的金自然界以單質(zhì)形式存在的銀自然界以單質(zhì)形式存在的銀金屬元素在自然界中的存在形式（金屬元素在自然界中的存在形式（2） 化合物：化合物：化學(xué)性質(zhì)較活潑的金屬，如鐵、化學(xué)性質(zhì)較活潑的金屬，如鐵、鋅、鈉和鈣等鋅、鈉和鈣等閃鋅礦閃鋅礦孔雀石孔雀石金屬元素在地殼中的含量元素名稱元素名稱質(zhì)量分?jǐn)?shù)質(zhì)量分?jǐn)?shù)/%元素名稱元素名稱質(zhì)量分?jǐn)?shù)質(zhì)量分?jǐn)?shù)/%鋁（al）7.73鎂（mg）

2、2.00鐵（fe）4.75鋅（zn）0.008鈣（ca）3.45銅（cu）0.007鈉（na）2.74銀（ag）0.00001鉀（k ）2.47金（au）0.0000005赤鐵礦赤鐵礦黃鐵礦黃鐵礦菱鐵礦菱鐵礦fe2o3礦石礦石: :工業(yè)上把能用來提煉金屬的礦物。工業(yè)上把能用來提煉金屬的礦物。鐵礦石鐵礦石 孔雀石孔雀石 cu2(oh)2co3赤銅礦赤銅礦 cu2o黃銅礦黃銅礦 cufes2輝銅礦輝銅礦 cu2s銅銅礦礦石石 我國是世界上已知礦物種類比較齊全的少數(shù)我國是世界上已知礦物種類比較齊全的少數(shù)國家這一，礦物儲量也很豐富，其中國家這一，礦物儲量也很豐富，其中鎢、鉬、鎢、鉬、鈦、錫、銻鈦、錫、

3、銻等儲量居世界前列，等儲量居世界前列，銅、鋁、錳銅、鋁、錳等等儲量在世界觀上也占有重要志地位。儲量在世界觀上也占有重要志地位。 大自然向人類提供了豐富的大自然向人類提供了豐富的金屬礦物資源金屬礦物資源，人類每年要提煉數(shù)以人類每年要提煉數(shù)以億噸計(jì)的金屬億噸計(jì)的金屬用于工農(nóng)業(yè)用于工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和其它領(lǐng)域。其中，提取量最大的是生產(chǎn)和其它領(lǐng)域。其中，提取量最大的是鐵鐵?，F(xiàn)象：現(xiàn)象：紅色紅色粉末變粉末變成成黑色黑色，澄清的石，澄清的石灰水變渾濁?；宜儨啙帷｜c(diǎn)燃尾氣有點(diǎn)燃尾氣有藍(lán)色藍(lán)色火火焰焰一氧化碳還原氧化鐵一氧化碳還原氧化鐵fe2o3 + 3co 2fe + 3co2co2 + ca(oh)2 caco

4、3 + h2o2co + o2 2co2用酒精燈點(diǎn)燃尾氣的作用是用酒精燈點(diǎn)燃尾氣的作用是防止一氧化碳污染空氣防止一氧化碳污染空氣一一.鐵的冶煉鐵的冶煉黃鐵礦黃鐵礦 fes2赤鐵礦赤鐵礦 fe2o3菱鐵礦菱鐵礦 feco3磁鐵礦磁鐵礦 fe3o4在高溫下，利用焦炭與氧氣反應(yīng)生成的一氧化碳把鐵在高溫下，利用焦炭與氧氣反應(yīng)生成的一氧化碳把鐵從鐵礦石中還原出來從鐵礦石中還原出來fe2o3+3co 2fe+3co2高溫高溫石灰石、石灰石、鐵礦石鐵礦石焦炭、空氣焦炭、空氣化學(xué)方程式：化學(xué)方程式：一一.鐵的冶煉鐵的冶煉鐵礦石焦炭熱空氣爐渣出口生鐵出口石灰石高爐煉鐵圖：高爐煉鐵圖：高爐是個(gè)豎直的高爐是個(gè)豎直的

5、圓筒形圓筒形爐爐子，爐殼用子，爐殼用鋼板鋼板制成，內(nèi)制成，內(nèi)部用部用耐火磚耐火磚作襯里。煉鐵作襯里。煉鐵的主要原料是的主要原料是鐵礦石、焦鐵礦石、焦炭、石灰石和空氣炭、石灰石和空氣。 高溫下，用還原劑（主要是高溫下，用還原劑（主要是一一氧化碳氧化碳）從鐵礦石里把鐵）從鐵礦石里把鐵還原出來還原出來 有關(guān)雜質(zhì)問題的計(jì)算有關(guān)雜質(zhì)問題的計(jì)算例 1000t含氧化鐵含氧化鐵80%的赤鐵礦石，理論上可煉出含鐵的赤鐵礦石，理論上可煉出含鐵96%的生鐵的質(zhì)量是多少？的生鐵的質(zhì)量是多少？解：氧化鐵的質(zhì)量解：氧化鐵的質(zhì)量： 1000t 80% =800t設(shè)：理論上可煉出鐵的質(zhì)量為xfe2o3+3co = 2fe+3

6、co2 160 2x56800 x160 800t x=560t256 x高溫=折合為含鐵96%的生鐵的質(zhì)量為560t96%=583t答：1000t可煉出生鐵為583t。練習(xí)：要煉出含雜質(zhì)練習(xí)：要煉出含雜質(zhì)3%的生鐵的生鐵2000噸，需要含噸，需要含四氧化三鐵質(zhì)量分?jǐn)?shù)為四氧化三鐵質(zhì)量分?jǐn)?shù)為90%的磁鐵礦石多少？的磁鐵礦石多少？解：鐵的質(zhì)量解：鐵的質(zhì)量： 2000t(1-3%) =1940t設(shè)：可煉出四氧化三鐵的質(zhì)量為xfe3o4+4co = 3fe+4co2 232 168 x 1940t高溫232 x x=2679t168 1940t=折合為磁鐵礦石的質(zhì)量為2679t90%=2977t答：磁

7、鐵礦石的質(zhì)量為2977t。資料一：據(jù)有關(guān)資料報(bào)道，現(xiàn)在世界上每年因腐蝕資料一：據(jù)有關(guān)資料報(bào)道，現(xiàn)在世界上每年因腐蝕而報(bào)廢的金屬設(shè)備和材料相當(dāng)與年產(chǎn)量的而報(bào)廢的金屬設(shè)備和材料相當(dāng)與年產(chǎn)量的20%-40% 。資料二：礦物的儲量有限，而且不能再生。根據(jù)已資料二：礦物的儲量有限，而且不能再生。根據(jù)已探明的一些礦物的儲藏量，并目前這些金屬的消耗探明的一些礦物的儲藏量，并目前這些金屬的消耗速度，有人估速度，有人估 計(jì)一些礦物、可供開采的年限如課計(jì)一些礦物、可供開采的年限如課本圖所示（不包括今后新探明的礦物儲量，一些國本圖所示（不包括今后新探明的礦物儲量，一些國家的金屬儲備和金屬的回收利用等）。家的金屬儲備

8、和金屬的回收利用等）。二二.金屬資源保護(hù)金屬資源保護(hù)1.金屬的腐蝕和防護(hù)金屬的腐蝕和防護(hù)鐵軌的銹蝕鐵軌的銹蝕鐵釘?shù)纳P鐵釘?shù)纳P各種鐵制品的銹蝕各種鐵制品的銹蝕 為了減少損失，為了減少損失，需要探究需要探究金屬銹金屬銹蝕的原因蝕的原因、防護(hù)防護(hù)的方法的方法和和廢金屬廢金屬的回收利用的回收利用金屬銹蝕給人類金屬銹蝕給人類帶來了巨大的損帶來了巨大的損失。失。取取3枚潔凈無銹的鐵釘，分別放入枚潔凈無銹的鐵釘，分別放入3支試管支試管中進(jìn)行下面的實(shí)驗(yàn)中進(jìn)行下面的實(shí)驗(yàn)步驟一、在試管步驟一、在試管1中加入中加入少量的蒸餾水少量的蒸餾水，使鐵釘?shù)囊话虢]在，使鐵釘?shù)囊话虢]在水中水中步驟二步驟二、在試管、在試

9、管2中注滿迅速中注滿迅速冷卻的沸水冷卻的沸水塞緊橡皮塞塞緊橡皮塞步驟三步驟三、在試管、在試管3中加入少量中加入少量干燥劑干燥劑（生石灰或無水氯化鈣）（生石灰或無水氯化鈣）再放一團(tuán)干棉球，把鐵釘放在干棉球上，塞緊橡皮塞再放一團(tuán)干棉球，把鐵釘放在干棉球上，塞緊橡皮塞 一周后一周后鐵釘浸沒一半在水中：鐵釘浸沒一半在水中： 鐵在空氣、水的界鐵在空氣、水的界面處生銹面處生銹鐵釘完全浸沒在水中（上面還加植物油）：鐵釘完全浸沒在水中（上面還加植物油）： 鐵未生銹鐵未生銹鐵釘放在干燥的空氣中（加干燥劑等）：鐵釘放在干燥的空氣中（加干燥劑等）： 鐵未生銹鐵未生銹全浸在水中全浸在水中一半在水中一半在水中干燥空氣中

10、干燥空氣中。（緩慢氧（緩慢氧化，放熱）化，放熱）在空氣中銹蝕，實(shí)際上是在空氣中銹蝕，實(shí)際上是鐵鐵跟跟氧氣氧氣、水水等等物質(zhì)相互作用，發(fā)生一系列復(fù)雜的物質(zhì)相互作用，發(fā)生一系列復(fù)雜的化學(xué)變化學(xué)變化化，使鐵轉(zhuǎn)化為，使鐵轉(zhuǎn)化為鐵的化合物鐵的化合物的過程。的過程。因此，鐵與空氣接觸，又有水分時(shí)，最易因此，鐵與空氣接觸，又有水分時(shí)，最易生銹！生銹！鐵銹成分復(fù)雜，主要是鐵銹成分復(fù)雜，主要是fefe2 2o o3 3xhxh2 2o o它它是一種疏松多孔的物質(zhì)是一種疏松多孔的物質(zhì) fe2o3 鐵銹鐵銹這種多孔性的物質(zhì)，能讓水分和空氣穿過它這種多孔性的物質(zhì)，能讓水分和空氣穿過它的空隙，不斷向里層滲透，繼續(xù)跟鐵反

11、應(yīng)，直至鐵被的空隙，不斷向里層滲透，繼續(xù)跟鐵反應(yīng)，直至鐵被完全銹蝕。完全銹蝕。 氧化鐵與鋁壺表面的氧化鋁膜性質(zhì)比較氧化鐵與鋁壺表面的氧化鋁膜性質(zhì)比較 鐵銹鐵銹 (e23)氧化鋁氧化鋁 (al2o3)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)若不除去結(jié)果若不除去結(jié)果疏松多孔疏松多孔完全銹蝕完全銹蝕致密結(jié)實(shí)致密結(jié)實(shí)使鋁使鋁“自我保自我保護(hù)護(hù)”與空氣（氧氣）與空氣（氧氣）接觸接觸與水與水接觸接觸請解釋下列實(shí)驗(yàn)的現(xiàn)象液面處鐵液面處鐵銹較多銹較多干燥劑干燥劑干燥空氣中干燥空氣中部分浸沒水中部分浸沒水中浸沒水中浸沒水中部分浸沒食鹽水中部分浸沒食鹽水中1 12 23 34 4想一想想一想金屬防腐蝕的方法：（1)1)隔絕空氣或氧氣隔絕

12、空氣或氧氣 (2)(2)隔絕水隔絕水怎么防止鋼鐵生銹呢？怎么防止鋼鐵生銹呢？在在車車船船的的表表面面噴噴油油漆漆在機(jī)械表面涂防銹油在機(jī)械表面涂防銹油在面盆、杯子、在面盆、杯子、等表面燒涂搪瓷等表面燒涂搪瓷此外，還可以在鋼此外，還可以在鋼鐵表面鍍上一層能鐵表面鍍上一層能起保護(hù)作用的其他起保護(hù)作用的其他金屬。金屬。如：在鋼鐵表面鍍?nèi)纾涸阡撹F表面鍍錫、鍍鋅、和鍍鉻錫、鍍鋅、和鍍鉻鍍銅鍍銅討論討論 自行車的構(gòu)件如支架、鏈條、鋼圈等，分別采取了什么防銹措施？討論討論我會做我會做1、通過實(shí)驗(yàn)回答，鐵釘在下列哪些情況下容易生銹？、通過實(shí)驗(yàn)回答，鐵釘在下列哪些情況下容易生銹？（1）在干燥的空氣中）在干燥的空氣

13、中（2）在潮濕的空氣中）在潮濕的空氣中（3）部分浸入食鹽水中）部分浸入食鹽水中（4）浸沒有植物油中）浸沒有植物油中2、下列做法能防止鐵制品生銹的是（）、下列做法能防止鐵制品生銹的是（）a、自行車臟了用清水沖洗、自行車臟了用清水沖洗b、用廢酸液沖洗鐵制污水管道、用廢酸液沖洗鐵制污水管道c、在鐵制籃球架上刷一層油漆、在鐵制籃球架上刷一層油漆d、切完咸菜后，盡快將菜刀洗凈擦干、切完咸菜后，盡快將菜刀洗凈擦干(3)、(4)c、d我會做我會做3、隨著人們生活質(zhì)量的提高，各種電池使用量大、隨著人們生活質(zhì)量的提高，各種電池使用量大幅度增加，廢電池進(jìn)行集中處理的問題被提到議幅度增加，廢電池進(jìn)行集中處理的問題被提到議事日程上來。其首要原因是事日程上來。其首要原因是 ( ) a 回收利用電池外殼的金屬材料回收利用電池外殼的金屬材料b 防止電池中汞、鎘、鉛等重金屬對土壤和水源防止電池中汞、鎘、鉛等重金屬對土壤和水源的污染的污染c減輕電池中滲漏的液體對其他物品的腐蝕減輕電池中滲漏的液體對其他物品的腐蝕d回收利用電池中的石墨電極回收利用電池中的石墨電極 c 我會做我會做 4、（、（1）下列家庭生活垃圾：）下列家庭生活垃