課題8.3 金屬資源的利用和保護(第一課時).

1、人類生活離不開金屬人類生活離不開金屬金屬有廣泛的用途，對于人類社會起著不可替代的作用!軍事與科技也需要大量的金屬軍事與科技也需要大量的金屬一一.金屬資源概況金屬資源概況 地球上的金屬資源廣泛存在于地殼和海洋中，極地球上的金屬資源廣泛存在于地殼和海洋中，極少數(shù)不活潑的金屬（如金、銀等）有少數(shù)不活潑的金屬（如金、銀等）有單質(zhì)形式單質(zhì)形式存存在；在；赤鐵礦赤鐵礦黃鐵礦黃鐵礦菱鐵礦菱鐵礦鋁鋁士士礦礦黃銅礦黃銅礦輝銅礦輝銅礦Fe2O3 其余大多數(shù)以其余大多數(shù)以化合物化合物的形式存在。金屬化合的形式存在。金屬化合物在自然界中以物在自然界中以礦物礦物的形式存在。的形式存在。 孔雀石孔雀石 Cu2(OH)2C

2、O3赤銅礦赤銅礦 Cu2O 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，其中鎢、鉬、國家這一，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志地位。儲量在世界上也占有重要志地位。但由于人口但由于人口眾多，人均擁有量約為世界人均水平的眾多，人均擁有量約為世界人均水平的13，居世界第居世界第80位。位。 大自然向人類提供了豐富的金屬礦物資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)

3、和其它領域。其中，提取量于工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和其它領域。其中，提取量最大的是最大的是鐵鐵。二、鐵的冶煉二、鐵的冶煉早在春秋戰(zhàn)國時期，我國就開始生產(chǎn)和使用鐵器，早在春秋戰(zhàn)國時期，我國就開始生產(chǎn)和使用鐵器，從公元從公元1世紀起，鐵便成了一種最主要的金屬材料。世紀起，鐵便成了一種最主要的金屬材料。二二.鐵的冶煉鐵的冶煉為紀念為紀念1996年中國鋼產(chǎn)產(chǎn)量突年中國鋼產(chǎn)產(chǎn)量突破破1億噸而發(fā)行的郵票億噸而發(fā)行的郵票上海寶山鋼鐵公司煉鐵高爐上海寶山鋼鐵公司煉鐵高爐鋼的主要成分就是鐵。鋼和鐵有著非常廣泛和重要的應用，它鋼的主要成分就是鐵。鋼和鐵有著非常廣泛和重要的應用，它們在某種程度上代表了一個國家工業(yè)發(fā)展的水平。新中

4、國成立們在某種程度上代表了一個國家工業(yè)發(fā)展的水平。新中國成立后，我國的鋼鐵工業(yè)得到了飛速的發(fā)展。后，我國的鋼鐵工業(yè)得到了飛速的發(fā)展。1949年，我國的鋼產(chǎn)年，我國的鋼產(chǎn)量只有量只有158萬噸，居世界第萬噸，居世界第26位；位；1996年，我國的鋼產(chǎn)量首年，我國的鋼產(chǎn)量首次突破次突破1億噸，居世界前茅億噸，居世界前茅。（1）現(xiàn)象：）現(xiàn)象：紅色紅色粉末變成粉末變成黑色黑色，澄，澄清的石灰水變渾濁。清的石灰水變渾濁。點燃尾氣有點燃尾氣有藍色藍色火火焰焰1、實驗室：一氧化碳還原氧化鐵、實驗室：一氧化碳還原氧化鐵Fe2O3 + 3CO 2Fe + 3CO2CO2 + Ca(OH)2 CaCO3 + H2

5、O2CO + O2 2CO2用酒精燈點燃尾氣的作用是用酒精燈點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（3）實驗步驟：）實驗步驟：1、檢查裝置氣密性、檢查裝置氣密性2、將適量的氧化鐵裝入試管并固定裝置、將適量的氧化鐵裝入試管并固定裝置3、點燃右邊點燃右邊酒精燈酒精燈4、通入一氧化碳通入一氧化碳氣體氣體5、點燃酒精噴燈給氧化鐵加熱、點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停止加熱、待硬質(zhì)玻璃管內(nèi)紅色物質(zhì)完全變?yōu)楹谏珪r停止加熱7、待玻璃管內(nèi)固體冷卻后、待玻璃管內(nèi)固體冷卻后停止通入一氧化碳停止通入一氧化碳，然后，然后熄滅右邊熄滅右邊酒精燈酒精燈（4）注意事項：）

6、注意事項： 實驗前要先通實驗前要先通CO將玻璃管中的空氣排盡再加熱，將玻璃管中的空氣排盡再加熱，防止加熱時防止加熱時CO與空氣混合發(fā)生爆炸；與空氣混合發(fā)生爆炸； 實驗完畢后，停止加熱時要繼續(xù)通實驗完畢后，停止加熱時要繼續(xù)通CO至玻璃管內(nèi)固至玻璃管內(nèi)固體冷卻，防止高溫下的生成物鐵與空氣接觸而被氧體冷卻，防止高溫下的生成物鐵與空氣接觸而被氧化，同時還可防止石灰水倒吸。化，同時還可防止石灰水倒吸。（1）原料：）原料：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（2）原理：）原理：在高溫下，利用焦炭與氧氣反應生成的一氧化碳把鐵在高溫下，利用焦炭與氧氣反

7、應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3）設備：高爐）設備：高爐化學方程式：化學方程式：70%含鐵量含鐵量 錄像錄像2、工業(yè)煉鐵：、工業(yè)煉鐵：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：三、有關雜質(zhì)問題的計算三、有關雜質(zhì)問題的計算例1、1000t含雜質(zhì)含雜質(zhì)20%的赤鐵礦石中含的赤鐵礦石中含氧化鐵的質(zhì)量是多少？氧化鐵的質(zhì)量是多少？氧化鐵的質(zhì)量氧化鐵的質(zhì)量： 1000t （ 1- 20% ）=800t純物質(zhì)的質(zhì)量純物質(zhì)的質(zhì)量=不純物質(zhì)的質(zhì)量不純物質(zhì)的質(zhì)量純物質(zhì)的質(zhì)量分數(shù)

8、（純度）純物質(zhì)的質(zhì)量分數(shù)（純度）不純物質(zhì)的質(zhì)量不純物質(zhì)的質(zhì)量= 純物質(zhì)的質(zhì)量純物質(zhì)的質(zhì)量例例3：用：用1000t含氧化鐵含氧化鐵80%的赤鐵礦石，的赤鐵礦石，理論上可以煉出含鐵理論上可以煉出含鐵96%的生鐵多少噸？的生鐵多少噸？注意：注意： 帶入化學方程式計算的數(shù)據(jù)應是帶入化學方程式計算的數(shù)據(jù)應是 純凈物的質(zhì)量純凈物的質(zhì)量赤鐵礦石赤鐵礦石氧化鐵氧化鐵鐵鐵生鐵生鐵1000t80% 70%96%=583.3t生鐵的質(zhì)量：生鐵的質(zhì)量：資料一：人類每年要向自然界索取大量的金屬資料一：人類每年要向自然界索取大量的金屬礦物資源，以提取數(shù)以億噸計的金屬。金屬礦物資源，以提取數(shù)以億噸計的金屬。金屬礦礦物的儲量

9、有限，而且不能再生。根據(jù)已探明的一些物的儲量有限，而且不能再生。根據(jù)已探明的一些礦物的儲藏量，并根據(jù)目前這些金屬的消耗速度，礦物的儲藏量，并根據(jù)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下圖所示（不有人估計一些礦物可供開采的年限如下圖所示（不包括今后新探明的礦物儲量、一些國家的金屬儲備包括今后新探明的礦物儲量、一些國家的金屬儲備量和金屬的回收利用等）。量和金屬的回收利用等）。金屬銹蝕給人類帶來了巨大的損失。金屬銹蝕給人類帶來了巨大的損失。為為了減少損失，需要探究了減少損失，需要探究金屬銹蝕的原因金屬銹蝕的原因、防護的方法防護的方法和和廢舊金屬的回收利用廢舊金屬的回收利用全浸在水中

10、全浸在水中干燥空氣中干燥空氣中一半在水中一半在水中食鹽水中食鹽水中稀稀H2SO4中中 一周后一周后鐵釘沾了酸液鐵釘沾了酸液: 鐵釘嚴重銹蝕鐵釘嚴重銹蝕鐵釘浸沒一半的在食鹽水中：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稀稀H2SO4中中一半在水中一半在水中食

11、鹽水中食鹽水中干燥空氣中干燥空氣中想一想想一想閱讀教材閱讀教材P19頁，回答下列問題：頁，回答下列問題：1、試管、試管中為什么要用煮沸過的蒸餾水，且要加入植中為什么要用煮沸過的蒸餾水，且要加入植物油？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、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？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、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？理嗎？是為了防止蒸餾水中溶有氧氣。是為了防止蒸餾水中溶有氧氣。不能，因為鐵銹是疏松的。不能，因為鐵銹是疏松的。（1)1)隔絕空氣隔絕空氣

12、 (2)(2)隔絕水隔絕水討論討論思考：思考：根據(jù)銅綠的化學式根據(jù)銅綠的化學式Cu2(OH)2CO3分分析銅生銹的條件又是什么？析銅生銹的條件又是什么？在潮濕的空氣中銅與氧氣、水、二氧化碳等在潮濕的空氣中銅與氧氣、水、二氧化碳等作用生成了銅綠。作用生成了銅綠。 推理依據(jù)是按銅綠的化學推理依據(jù)是按銅綠的化學式可知：銅綠含式可知：銅綠含C、H、O、Cu四種元素，四種元素， 若無空氣中的若無空氣中的O2、H2O、CO2 等對銅發(fā)生作等對銅發(fā)生作用則銅綠中不可能含用則銅綠中不可能含O、C、H等元素。用白等元素。用白醋浸泡可除去銅銹醋浸泡可除去銅銹。 討論討論據(jù)估算，回收一個鋁制飲料罐比制造一個新飲料據(jù)

13、估算，回收一個鋁制飲料罐比制造一個新飲料罐要便宜罐要便宜20%20%，而且還可節(jié)約金屬資源和，而且還可節(jié)約金屬資源和95%95%的能源。的能源。1t1t廢鋼鐵回爐冶煉可煉成近廢鋼鐵回爐冶煉可煉成近1t1t的鋼，跟用鐵礦石冶煉的鋼，跟用鐵礦石冶煉比，能節(jié)約比，能節(jié)約11t11t煤和鐵礦石，減少污染空氣的懸浮微煤和鐵礦石，減少污染空氣的懸浮微粒粒11kg11kg。目前世界上已有。目前世界上已有50%50%以上的鐵的以上的鐵的90%90%以上的金以上的金得到了回收利用。得到了回收利用。廢舊金屬的回收利用還可以減少對環(huán)境的污染。廢舊金屬的回收利用還可以減少對環(huán)境的污染。例如，廢舊電池中含有汞等，如果廢

14、舊電池隨意丟棄，例如，廢舊電池中含有汞等，如果廢舊電池隨意丟棄，汞等滲出會造成地下水和土壤的污染，威脅人類健康。汞等滲出會造成地下水和土壤的污染，威脅人類健康。如果將汞等回收利用，不僅可以節(jié)約金屬資源，而且如果將汞等回收利用，不僅可以節(jié)約金屬資源，而且還可以減少對環(huán)境的污染。還可以減少對環(huán)境的污染。討論討論我會做我會做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）浸沒有植物油中2、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B、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D、切完咸菜后，盡快將菜刀

15、洗凈擦干(3)、(4)C、D我會做我會做3 3、隨著人們生活質(zhì)量的提高，各種電池使用量、隨著人們生活質(zhì)量的提高，各種電池使用量大幅度增加，廢電池進行集中處理的問題被提大幅度增加，廢電池進行集中處理的問題被提到議事日程上來。其首要原因是到議事日程上來。其首要原因是 ( )( ) A 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 B 防止電池中汞、鎘、鉛等重金屬對土壤和水防止電池中汞、鎘、鉛等重金屬對土壤和水 源的污染源的污染 C 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 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 4、（、（1 1）