課題三金屬資源的利用和保護(hù)

關(guān)于課題三金屬資源的利用和保護(hù)第1頁(yè)，共37頁(yè)，2023年，2月20日，星期日人類生活離不開金屬第2頁(yè)，共37頁(yè)，2023年，2月20日，星期日金屬有廣泛的用途，對(duì)于人類社會(huì)起著不可替代的作用!軍事與科技也需要大量的金屬第3頁(yè)，共37頁(yè)，2023年，2月20日，星期日一.金屬元素在自然界中的存在

金屬元素在自然界中分布很廣，極少數(shù)不活潑的金屬（如金、銀等）有單質(zhì)形式存在；第4頁(yè)，共37頁(yè)，2023年，2月20日，星期日?qǐng)D5—2地殼中金屬的百分含量

含有礦物的巖石稱為礦石。鐵礦石等都是常見的礦石

其余大多數(shù)以化合物的形式存在。金屬化合物在自然界中以礦物的形式存在。元素名稱質(zhì)量分?jǐn)?shù)/％元素名稱質(zhì)量分?jǐn)?shù)/％鋁7.73鎂2.00鐵4.75鋅0.008鈣3.45銅0.007鈉2.74銀0.00001鉀2.47金0.0000005第5頁(yè)，共37頁(yè)，2023年，2月20日，星期日赤鐵礦黃鐵礦FeS2菱鐵礦FeCO3鋁土礦黃銅礦輝銅礦Fe2O3常見幾種金屬礦物的成分第6頁(yè)，共37頁(yè)，2023年，2月20日，星期日

孔雀石Cu2(OH)2CO3赤銅礦

Cu2O磁鐵礦（主要成分Fe3O4）第7頁(yè)，共37頁(yè)，2023年，2月20日，星期日罕見的銅礦石毛赤銅礦(Cu2O)第8頁(yè)，共37頁(yè)，2023年，2月20日，星期日

我國(guó)是世界上已知礦物種類比較齊全的少數(shù)國(guó)家這一，礦物儲(chǔ)量也很豐富，其中鎢、鉬、鈦、錫、銻等儲(chǔ)量居世界前列，銅、鋁、錳等儲(chǔ)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金屬礦物資源，人類每年要提煉數(shù)以億噸計(jì)的金屬用于工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和其它領(lǐng)域。其中，提取量最大的是鐵。第9頁(yè)，共37頁(yè)，2023年，2月20日，星期日二.鐵的冶煉為紀(jì)念1996年中國(guó)鋼產(chǎn)產(chǎn)量突破1億噸而發(fā)行的郵票上海寶山鋼鐵公司煉鐵高爐第10頁(yè)，共37頁(yè)，2023年，2月20日，星期日現(xiàn)象：紅色粉末變成黑色，澄清的石灰水變渾濁。點(diǎn)燃尾氣有藍(lán)色火焰一氧化碳還原氧化鐵實(shí)驗(yàn)室相關(guān)的化學(xué)方程式：Fe2O3+3CO2Fe+3CO2CO2+Ca(OH)2CaCO3

↓+H2O2CO+O22CO2點(diǎn)燃高溫用酒精燈點(diǎn)燃尾氣的作用是防止一氧化碳污染空氣第11頁(yè)，共37頁(yè)，2023年，2月20日，星期日實(shí)驗(yàn)步驟：1、檢查裝置氣密性2、將適量的氧化鐵裝入試管并固定裝置3、點(diǎn)燃右邊酒精燈4、通入一氧化碳?xì)怏w5、點(diǎn)燃酒精噴燈給氧化鐵加熱6、待硬質(zhì)玻璃管內(nèi)紅色物質(zhì)完全變?yōu)楹谏珪r(shí)停止加熱7、待玻璃管內(nèi)固體冷卻后停止通入一氧化碳，然后熄滅右邊酒精燈實(shí)驗(yàn)完畢后，停止加熱時(shí)要繼續(xù)通CO至玻璃管內(nèi)固體冷卻，防止石灰水倒吸,使試管炸裂。實(shí)驗(yàn)前要先通CO將玻璃管中的空氣排盡再加熱，防止加熱時(shí)CO與空氣混合發(fā)生爆炸；第12頁(yè)，共37頁(yè)，2023年，2月20日，星期日1、原料：黃鐵礦FeS2赤鐵礦Fe2O3菱鐵礦FeCO3磁鐵礦Fe3O42、原理：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Fe2O3+3CO2Fe+3CO2高溫石灰石、鐵礦石焦炭、空氣3、設(shè)備：高爐化學(xué)方程式：70%48.27%46.67%72.41%含鐵量第13頁(yè)，共37頁(yè)，2023年，2月20日，星期日高爐是個(gè)豎直的圓筒形爐子，爐殼用鋼板制成，內(nèi)部用耐火磚作襯里。煉鐵的主要原料是鐵礦石、焦炭、石灰石和空氣。高溫下，用還原劑（主要是一氧化碳）從鐵礦石里把鐵還原出來

工業(yè)上第14頁(yè)，共37頁(yè)，2023年，2月20日，星期日煉鐵時(shí)各物質(zhì)的作用：石灰石：把雜質(zhì)轉(zhuǎn)化為爐渣焦炭：燃燒放熱提高爐溫，并將生成的CO2還原為具有還原性的CO，因此在煉鐵高爐中起主要作用的還原劑是CO，優(yōu)點(diǎn)是氣體還原劑具有流動(dòng)性，能與礦石充分接觸，使反應(yīng)更徹底。第15頁(yè)，共37頁(yè)，2023年，2月20日，星期日例3：用1000t含氧化鐵80%的赤鐵礦石，理論上可以煉出含鐵96%的生鐵多少噸？注意：帶入化學(xué)方程式計(jì)算的數(shù)據(jù)應(yīng)是純凈物的質(zhì)量赤鐵礦石—氧化鐵—鐵—生鐵1000t×80%×70%÷96%=583.3t生鐵的質(zhì)量：第16頁(yè)，共37頁(yè)，2023年，2月20日，星期日Fe2O3+3CO==3CO2+

2Fe

例題：用1000t含氧化鐵80％的赤鐵礦石，理論上可以煉出含鐵96％的生鐵多少t?高溫160800t112x160------800t=112------xx=560t答:理論上可以煉出含鐵96%的生鐵的質(zhì)量為560t.解：1000t赤鐵礦石中含氧化鐵的質(zhì)量為：1000t×80%==800t設(shè)理論上可以煉出鐵的質(zhì)量為x含鐵96%的生鐵的質(zhì)量為：560t÷96%=583t第17頁(yè)，共37頁(yè)，2023年，2月20日，星期日例題：用1000t含氧化鐵80％的赤鐵礦石，理論上可以煉出含鐵96％的生鐵多少t?解：設(shè)理論上可以煉出含鐵96%的生鐵的質(zhì)量為xFe2O3+3CO==3CO2

+

2Fe1602×561000t×80％x·96%1602×561000t×80％x·96%∴x=2×56×1000t×80％

160×96%=583t答：略。高溫分析：計(jì)算時(shí)應(yīng)注意把反應(yīng)物和生成物都換算成純物質(zhì)的量，再代入化學(xué)方程式計(jì)算．第18頁(yè)，共37頁(yè)，2023年，2月20日，星期日練習(xí)：1、某鋼鐵廠每天需消耗5000t含氧化鐵76％的赤鐵礦石，該廠理論上可以日產(chǎn)Fe98％的生鐵多少t?2、冶煉2000t含雜質(zhì)3％的生鐵，需要含90%Fe2O3的赤鐵礦石多少t?第19頁(yè)，共37頁(yè)，2023年，2月20日，星期日

據(jù)有關(guān)資料報(bào)導(dǎo)，現(xiàn)在全世界每年被腐蝕而報(bào)廢的金屬設(shè)備和材料相當(dāng)于年產(chǎn)量的20%——40%鋼鐵的最大的弱點(diǎn)就是容易生繡三.金屬資源保護(hù)1.金屬的腐蝕和防護(hù)第20頁(yè)，共37頁(yè)，2023年，2月20日，星期日鐵軌的銹蝕鐵釘?shù)纳P各種鐵制品的銹蝕

為了減少損失，需要探究金屬銹蝕的原因、防護(hù)的方法和廢金屬的回收利用金屬銹蝕給人類帶來了巨大的損失。第21頁(yè)，共37頁(yè)，2023年，2月20日，星期日全浸在水中干燥空氣中一半在水中食鹽水中稀H2SO4中實(shí)驗(yàn)：探究鐵生銹的條件第22頁(yè)，共37頁(yè)，2023年，2月20日，星期日

一周后鐵釘沾了酸液:鐵釘嚴(yán)重銹蝕鐵釘浸沒一半的在食鹽水中：浸沒在食鹽水中的鐵釘幾乎全部生銹鐵釘浸沒一半在水中：鐵在空氣、水的界面處生銹鐵釘完全浸沒在水中（上面還加植物油）：鐵未生銹鐵釘放在干燥的空氣中（加干燥劑等）：鐵未生銹全浸在水中稀H2SO4中一半在水中食鹽水中干燥空氣中第23頁(yè)，共37頁(yè)，2023年，2月20日，星期日1．鐵生銹是鐵與氧氣、水等物質(zhì)相互作用。（緩慢氧化,放熱）2.在有酸性和鹽條件下會(huì)加快生銹速率3．鐵銹（混合物）的主要成分是氧化鐵Fe2O3,紅棕色.結(jié)論:第24頁(yè)，共37頁(yè)，2023年，2月20日，星期日鐵在空氣中銹蝕，實(shí)際上是鐵跟氧氣、水等物質(zhì)相互作用，發(fā)生一系列復(fù)雜的化學(xué)變化，使鐵轉(zhuǎn)化為鐵的化合物的過程。因此，鐵與空氣接觸，又有水分時(shí)，最易生銹！鐵銹成分復(fù)雜，主要是Fe2O3·XH2O它是一種疏松多孔的物質(zhì)鐵銹

鐵銹這種多孔性的物質(zhì)，能讓水分和空氣穿過它的空隙，不斷向里層滲透，繼續(xù)跟鐵反應(yīng)，直至鐵被完全銹蝕。第25頁(yè)，共37頁(yè)，2023年，2月20日，星期日氧化鐵與鋁壺表面的氧化鋁膜性質(zhì)比較

鐵銹

(Ｆe2Ｏ3)氧化鋁

(Al2O3)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)若不除去結(jié)果疏松多孔完全銹蝕致密結(jié)實(shí)使鋁“自我保護(hù)”鐵鐵銹與空氣（氧氣）接觸與水接觸第26頁(yè)，共37頁(yè)，2023年，2月20日，星期日鐵生銹的條件：與氧氣（或空氣）接觸與水接觸其它影響因素：溫度、鹽等思考：根據(jù)銅綠的化學(xué)式Cu2(OH)2CO3分析銅生銹的條件又是什么？與氧氣、水和二氧化碳接觸實(shí)驗(yàn)：探究鐵生銹的條件第27頁(yè)，共37頁(yè)，2023年，2月20日，星期日想一想閱讀教材P19頁(yè)，回答下列問題：1、試管Ⅱ中為什么要用煮沸過的蒸餾水，且要加入植物油？

2、鋁與氧氣反應(yīng)生成的氧化鋁能起到保護(hù)里層鋁的作用。鐵銹是否也能保護(hù)里層的鐵呢？

3、你能否根據(jù)鐵生銹的條件提出防止鐵制品生銹的原理嗎？是為了防止蒸餾水中溶有氧氣。不能，因?yàn)殍F銹是疏松的。第28頁(yè)，共37頁(yè)，2023年，2月20日，星期日4.

加快鐵生銹速率的情況酸性污染物的存在

(酸雨)加快生銹速度離子化合物的存在

(氯化鈉)高溫

(加快化學(xué)反應(yīng)速度)較不活潑金屬接觸（置換反應(yīng))經(jīng)刮擦或凹凸扭曲表面(增加接觸面)第29頁(yè)，共37頁(yè)，2023年，2月20日，星期日氧氣水生銹5.

怎樣防止鐵生銹加上保護(hù)層(1)加上油漆、塑膠層或油脂第30頁(yè)，共37頁(yè)，2023年，2月20日，星期日鐵油漆氧氣和水不能與鐵接觸，所以鐵不會(huì)生銹油漆剝落后油漆氧氣和水與鐵接觸，導(dǎo)致鐵生銹第31頁(yè)，共37頁(yè)，2023年，2月20日，星期日(2)鍍上其他金屬,如鍍錫或鉻等「罐頭」是由鍍錫鐵制成。鍍鉻的浴室水籠頭。第32頁(yè)，共37頁(yè)，2023年，2月20日，星期日(3)犧牲性保護(hù)由鍍鋅鐵制造的水桶。把鐵與一較活潑的金屬相連接，因而防止鐵生成Fe2+(aq)離子，從而防銹。第33頁(yè)，共37頁(yè)，2023年，2月20日，星期日破損部位鋅表層氧與鋅反應(yīng)，鐵不會(huì)腐蝕鐵鋅塊第34頁(yè)，共37頁(yè)，2023年，2月20日，星