金屬資源的利用和保護課件14-人教版

課題3金屬資源的利用和保護課題3金屬資源的利用和保護1人類生活離不開金屬人類生活離不開金屬2金屬元素在自然界中的存在形式（1）單質(zhì)：少數(shù)化學性質(zhì)較不活潑的金屬，如金、銀等自然界以單質(zhì)形式存在的金自然界以單質(zhì)形式存在的銀金屬元素在自然界中的存在形式（1）單質(zhì)：少數(shù)化學性質(zhì)較不活潑3金屬元素在自然界中的存在形式（2）化合物：化學性質(zhì)較活潑的金屬，如鐵、鋅、鈉和鈣等孔雀石(Cu2(OH)2CO3)閃鋅礦孔雀石金屬元素在自然界中的存在形式（2）孔雀石(Cu2(OH)2C4金屬元素在地殼中的含量元素名稱質(zhì)量分數(shù)/%元素名稱質(zhì)量分數(shù)/%鋁（Al）7.73鎂（Mg）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資料金屬元素在地殼中的含量元素名稱質(zhì)量分數(shù)/%元素名稱質(zhì)量分數(shù)/5赤鐵礦黃鐵礦FeS2菱鐵礦FeCO3Fe2O3礦石:工業(yè)上把能用來提煉金屬的礦物。磁鐵礦

Fe3O4鐵礦石赤鐵礦黃鐵礦FeS2菱鐵礦FeCO3Fe2O3礦石:工業(yè)上把6孔雀石Cu2(OH)2CO3赤銅礦

Cu2O黃銅礦CuFeS2輝銅礦Cu2S銅礦石孔雀石Cu2(OH)2CO3赤銅礦Cu2O黃銅7我國是世界上已知礦物種類比較齊全的少數(shù)國家之一，礦物儲量也很豐富，其中鎢、鉬、鈦、錫、銻等儲量居世界前列，銅、鋁、錳等儲量在世界上也占有重要的地位。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)以億噸計的金屬用于工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和其它領域。其中，提取量最大的是鐵。我國是世界上已知礦物種類比較齊全的少數(shù)國家之一，礦物8一、鐵的冶煉上海寶山鋼鐵公司煉鐵高爐一、鐵的冶煉上海寶山鋼鐵公司煉鐵高爐91、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、設備：化學方程式：70%48.27%46.67%72.41%含鐵量一.鐵的冶煉工業(yè)上高爐4、產(chǎn)品：生鐵1、原料：黃鐵礦FeS2赤鐵礦Fe2O3菱鐵礦10鐵礦石焦炭熱空氣爐渣出口生鐵出口石灰石高爐煉鐵圖：鐵礦石焦炭熱空氣爐渣出口生鐵出口石灰石高爐煉鐵圖：11高爐是個豎直的圓筒形爐子，爐殼用鋼板制成，內(nèi)部用耐火磚作襯里。工業(yè)上高爐是個豎直的圓筒形爐子，爐殼用鋼板制成，內(nèi)部用耐火磚作襯里12工業(yè)上煉鐵時各物質(zhì)的作用：石灰石：把雜質(zhì)轉化為爐渣焦炭：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)點是氣體還原劑具有流動性，能與礦石充分接觸，使反應更徹底。工業(yè)上煉鐵時各物質(zhì)的作用：13現(xiàn)象：紅色粉末變成黑色，澄清的石灰水變渾濁。一氧化碳還原氧化鐵實驗室相關的化學方程式：Fe2O3+3CO2Fe+3CO2CO2+Ca(OH)2CaCO3

↓+H2O2CO+O22CO2點燃高溫用酒精燈點燃尾氣的作用是防止一氧化碳污染空氣一.鐵的冶煉點燃尾氣有火焰藍色現(xiàn)象：紅色粉末變成黑色，澄清的石灰水變渾濁。一氧化碳還原氧化14

先通CO后點燈，防止通入的一氧化碳與玻璃管中的空氣混合在加熱時發(fā)生爆炸。

實驗結束時，先熄燈后停CO，是為了防止溫度降低后外面的空氣進入玻璃管使鐵重新被氧化；還防止試管中的石灰水倒吸入熱的玻璃管，使之炸裂。操作中應注意些什么？1、先通CO還是先點燈？為什么？2、先熄滅燈還是先停止通CO？為什么？先通CO后點燈，防止通入的一氧化碳與玻璃管中的空氣混合15有關雜質(zhì)問題的計算例:用1000t含氧化鐵80%的赤鐵礦石，理論上可煉出含鐵96%的生鐵的質(zhì)量是多少？分析：代入化學方程式計算的物質(zhì)質(zhì)量都是純凈物的質(zhì)量，而在實際生產(chǎn)時，所用的原料或產(chǎn)物一般都含有雜質(zhì)，在進行有關計算時，必需考慮到這一點。思考：如何把混合物的質(zhì)量轉化成純凈物的質(zhì)量？純凈物的質(zhì)量=混合物的質(zhì)量X純度混合物的質(zhì)量=？純度=？有關雜質(zhì)問題的計算例:用1000t含氧化鐵80%的赤鐵礦石16解：氧化鐵的質(zhì)量：1000t×80%=800t設理論上可煉出鐵的質(zhì)量為XFe2O3+3CO====2Fe+3CO2

1602X56800X

800t2×56x高溫=折合為含鐵96%的生鐵的質(zhì)量為560t÷96%=583t答：1000t可煉出生鐵為583t。X=560t解：氧化鐵的質(zhì)量：1000t×80%=800t設理論上17練習：要煉出含雜質(zhì)3%的生鐵2000噸，需要含四氧化三鐵質(zhì)量分數(shù)為90%的磁鐵礦石多少？解：鐵的質(zhì)量：2000t×(1-3%)=1940t設需要四氧化三鐵的質(zhì)量為XFe3O4+4CO====3Fe+4CO2

232168X1940t高溫232x1681940t=折合為磁鐵礦石的質(zhì)量為2679t÷90%=2977t答：磁鐵礦石的質(zhì)量為2977t。X=2679t練習：要煉出含雜質(zhì)3%的生鐵2000噸，需要含四氧化三鐵質(zhì)量18練習：1.地殼中含量最多的金屬元素（）

A.鐵B.氧C.硅D.鋁2.下列礦石的主要成分表達錯誤的是（）A.黃鐵礦(FeS2) B.菱鐵礦(FeCO3)C.黃銅礦(CuFeS2) D.輝銅礦(CuS)3.某鋼鐵廠高爐煉鐵的主要原料是焦炭、赤鐵礦（主要成分是Fe2O3）、空氣等，主要反應過程如下所示：（1）在上面方框中寫出有關反應的生成物的化學式．（2）寫出②、③兩步反應的化學方程式②_____________③___________________DDCO2

COCO2＋C===2CO高溫3CO＋Fe2O3==2Fe＋3CO2

高溫練習：DDCO2COCO2＋C===2CO高溫3CO＋19資料一：據(jù)有關資料報道，現(xiàn)在世界上每年因腐蝕而報廢的金屬設備和材料相當與年產(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，有人估計一些礦物、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，一些國家的金屬儲備和金屬的回收利用等）。資料一：據(jù)有關資料報道，現(xiàn)在世界上每年因腐蝕而報廢的金屬設備20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。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21二.金屬資源保護1.金屬的腐蝕和防護鐵生銹鐵生銹條件的探究條件的探究二.金屬資源保護1.金屬的腐蝕和防護鐵生銹鐵生銹條件的探究條22取3枚潔凈無銹的鐵釘，分別放入3支試管中進行下面的實驗步驟一、在試管1中加入少量的蒸餾水，使鐵釘?shù)囊话虢]在水中步驟二、在試管2中注滿迅速冷卻的沸水塞緊橡皮塞步驟三、在試管3中加入少量干燥劑（生石灰或無水氯化鈣）再放一團干棉球，把鐵釘放在干棉球上，塞緊橡皮塞取3枚潔凈無銹的鐵釘，分別放入3支試管中進行下面的實驗步驟一23

一周后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一半在水中干燥空氣中一周后鐵釘浸沒一半在水中：鐵在空氣、水的界面處生銹全浸在24鐵生銹條件的探究現(xiàn)象分析結論試管Ⅰ試管Ⅱ

試管Ⅲ生銹不生銹不生銹鐵既與水接觸，又與氧氣接觸鐵只與水接觸鐵只與氧氣接觸在水、氧氣同時存在的環(huán)境中鐵能生銹。（緩慢氧化，放熱）鐵生銹條件的探究現(xiàn)象分析結論試管Ⅰ試管Ⅱ試管Ⅲ生銹不生銹不25鐵在空氣中銹蝕，實際上是鐵跟氧氣、水等物質(zhì)相互作用，發(fā)生一系列復雜的化學變化，使鐵轉化為鐵的化合物的過程。鐵銹鐵與空氣（氧氣）接觸與水接觸因此，鐵與空氣接觸，又有水分時，最易生銹！鐵在空氣中銹蝕，實際上是鐵跟氧氣、水等物質(zhì)相互作用，26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)結構特點若不除去結果疏松多孔完全銹蝕致密結實使鋁“自我保護”

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，直至鐵被完全銹蝕。鐵銹鐵銹成分復雜，主要是Fe2O3·XH2O它是一種疏松多孔的物質(zhì)Fe2O3氧化鐵與鋁壺表面的氧化鋁膜性質(zhì)比較鐵銹氧化鋁結構特27請解釋下列實驗的現(xiàn)象液面處鐵銹較多干燥劑①干燥空氣中②部分浸沒水中③浸沒水中④部分浸沒食鹽水中1234請解釋下列實驗的現(xiàn)象液面處鐵銹較多干燥劑①干燥空氣中②部分浸28想一想閱讀教材P19頁，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、鋁與氧氣反應生成的氧化鋁能起到保護里層鋁的作用。鐵銹是否也能保護里層的鐵呢？

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，因為鐵銹是疏松的。（1）隔絕空氣或氧氣(2)隔絕水防止鐵制品生銹原理：破壞鐵制品銹蝕的條件想一想閱讀教材P19頁，回答下列問題：是為了防止蒸餾水中溶有29金屬防腐蝕的方法：改變金屬的內(nèi)部結構制成合金，如不銹鋼形成保護層刷油漆、涂油、燒制搪瓷（物理方法）電鍍上一層耐腐蝕的金屬（鍍鉻、鋅、錫）改善腐蝕環(huán)境等等保持鐵制品表面干燥和潔凈金屬防腐蝕的方法：改變金屬的內(nèi)部結構30怎么防止鋼鐵生銹呢？在車船的表面噴油漆在機械表面涂防銹油在面盆、杯子、等表面燒涂搪瓷此外，還可以在鋼鐵表面鍍上一層能起保護作用的其他金屬。如：在鋼鐵表面鍍錫、鍍鋅、和鍍鉻鍍銅怎么防止鋼鐵生銹呢？在車船的表面噴油漆在機械表面涂防銹油在面31討論1、在實際生活和生產(chǎn)中我們應該采取哪些具體方法來防止鐵制品生銹呢？防止鐵制品生銹的具體方法為：

保持鐵制品表面干燥和潔凈

在鐵制品表面涂一層保護膜如：刷油漆、涂油、鍍上一層耐磨、耐腐蝕的金屬鉻、高溫灼燒金屬，進行“烤藍”處理等制成合金鋼，如不銹鋼討論1、在實際生活和生產(chǎn)中我們應該采取哪些具體方法來防止鐵制32自行車的構件如支架、鏈條、鋼圈等，分別采取了什么防銹措施？刷油漆涂油鍍鉻自行車的構件如支架、鏈條、鋼圈等，分別采取了什么防銹措施？刷33（2）回收和利用廢舊金屬（1）防止金屬腐蝕怎樣保護金屬資源呢?（2）回收和利用廢舊金屬（1）防止金屬腐蝕怎樣保護金屬資源呢34討論廢棄金屬的回收有什么意義？可節(jié)約金屬資源由于金屬冶煉需在高溫下進行，回收廢棄金屬并再利用可節(jié)約能源降低金屬制品的生產(chǎn)成本，可方便人們得到物美價廉的金屬制品可減少金屬對環(huán)境的污染討論廢棄金屬的回收有什么意義？可節(jié)約金屬資源35怎樣保護金屬資源呢?（3）合理開采礦物（4）尋找金屬的代用品怎樣保護金屬資源呢?（3）合理開采礦物36小結鐵生銹的主要條件是與空氣和水（或水蒸氣）直接接觸。破壞鐵生銹的條件就能防止鐵生銹。防止鐵生銹的方法為：

保持鐵制品表面干燥和潔凈

在鐵制品表面刷油漆、涂油、鍍鉻、“烤藍”等

制成合金鋼保護金屬資源的有效途徑是：

防止金屬腐蝕

回收利用廢舊金屬

合理有效的開采礦物

尋找金屬的代用品

小結鐵生銹的主要條件是與空氣和水（或水蒸氣）直接接觸。保護金37我會做1、通過實驗回答，鐵釘在下列哪些情況下容易生銹？（1）在干燥的空氣中（2）在潮濕的空氣中（3）部分浸入食鹽水中（4）浸沒有