第八單元課題三金屬資源的利用和保護(hù)

課題3金屬資源的利用和保護(hù)編輯課件人類生活離不開(kāi)金屬編輯課件金屬有廣泛的用途，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編輯課件一.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；編輯課件圖5—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(jiàn)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編輯課件赤鐵礦黃鐵礦FeS2菱鐵礦FeCO3鋁士礦黃銅礦輝銅礦Fe2O3常見(jiàn)幾種金屬礦物的成分編輯課件孔雀石Cu2(OH)2CO3赤銅礦Cu2O磁鐵礦〔主要成分Fe3O4〕編輯課件罕見(jiàn)的銅礦石毛赤銅礦(Cu2O)編輯課件我國(guó)是世界上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。編輯課件二.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編輯課件現(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)色火焰一氧化碳復(fù)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編輯課件實(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)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；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，防止高溫下的生成物鐵與空氣接觸而被氧化，同時(shí)還可防止石灰水倒吸。編輯課件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，利用焦炭與氧氣反響生成的一氧化碳把鐵從鐵礦石中復(fù)原出來(lái)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%含鐵量編輯課件高爐是個(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，用復(fù)原劑〔主要是一氧化碳〕從鐵礦石里把鐵復(fù)原出來(lái)工業(yè)上編輯課件鐵礦石焦炭熱空氣爐渣出口生鐵出口石灰石高爐煉鐵圖：編輯課件煉鐵時(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復(fù)原為具有復(fù)原性的CO，因此在煉鐵高爐中起主要作用的復(fù)原劑是CO，優(yōu)點(diǎn)是氣體復(fù)原劑具有流動(dòng)性，能與礦石充分接觸，使反響更徹底。編輯課件煉鋼和煉鐵的比較生鐵冶煉煉鋼原料鐵礦石、焦炭、空氣、石灰石

生鐵、廢鋼原理在高溫下，用一氧化碳從鐵的氧化物中將鐵還原出來(lái)。Fe2O3+3CO2Fe+3CO2用氧氣或鐵的氧化物除去生鐵中多余的碳元素主要設(shè)備高爐轉(zhuǎn)爐、平爐、電爐產(chǎn)品生鐵鋼高溫編輯課件例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)是純潔物的質(zhì)量赤鐵礦石—氧化鐵—鐵—生鐵1000t×80%×70%÷96%=583.3t生鐵的質(zhì)量：編輯課件練習(xí)：要煉出含雜質(zhì)2%的生鐵3200噸，需要含氧化鐵質(zhì)量分?jǐn)?shù)為80%的赤鐵礦石多少噸？生鐵—鐵—氧化鐵—赤鐵礦石3200t×〔1-2%〕÷70%÷80%=4571.5t赤鐵礦石:編輯課件據(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)編輯課件鐵軌的銹蝕鐵釘?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(lái)了巨大的損失。編輯課件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)：探究鐵生銹的條件編輯課件

一周后鐵釘沾了酸液:鐵釘嚴(yán)重銹蝕鐵釘浸沒(méi)一半的在食鹽水中：浸沒(méi)在食鹽水中的鐵釘幾乎全部生銹鐵釘浸沒(méi)一半在水中：鐵在空氣、水的界面處生銹鐵釘完全浸沒(méi)在水中〔上面還加植物油〕：鐵未生銹鐵釘放在枯燥的空氣中〔加枯燥劑等〕：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編輯課件1．鐵生銹是鐵與氧氣、水等物質(zhì)相互作用?！簿徛趸?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:編輯課件鐵在空氣中銹蝕，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(guò)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(guò)它的空隙，不斷向里層滲透，繼續(xù)跟鐵反響，直至鐵被完全銹蝕。編輯課件氧化鐵與鋁壺外表的氧化鋁膜性質(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〕接觸與水接觸編輯課件鐵生銹的條件：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)：探究鐵生銹的條件編輯課件想一想閱讀教材P19頁(yè)，答復(fù)以下問(wèn)題：1、試管Ⅱ中為什么要用煮沸過(guò)的蒸餾水，且要參加植物油？

2、鋁與氧氣反響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。編輯課件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)反響速度)較不活潑金屬接觸〔置換反響)經(jīng)刮擦或凹凸扭曲外表(增加接觸面)編輯課件氧氣水生銹5.

怎樣防止鐵生銹加上保護(hù)層(1)加上油漆、塑膠層或油脂編輯課件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)致鐵生銹編輯課件(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。編輯課件(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。編輯課件破損部位鋅表層氧與鋅反應(yīng)，鐵不會(huì)腐蝕鐵鋅塊編輯課件(4)使用鐵合金用不銹鋼制造的器具編輯課件金屬防腐蝕的方法：改變金屬的內(nèi)部結(jié)構(gòu)制成合金，如不銹鋼形成保護(hù)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〕、通過(guò)化學(xué)反響使外表形成致密的氧化物薄膜等改善腐蝕環(huán)境等等保持鐵制品外表枯燥和潔凈〔1)隔絕空氣或氧氣(2