課題3-金屬資源的利用和保護(hù)課件1

第八單元

金屬和金屬材料課題3金屬資源的利用和保護(hù)人類生活離不開金屬一.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；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赤鐵礦黃鐵礦FeS2菱鐵礦FeCO3鋁士礦黃銅礦輝銅礦Fe2O3常見幾種金屬礦物的成分孔雀石Cu2(OH)2CO3赤銅礦

Cu2O磁鐵礦（主要成分Fe3O4）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(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。二.鐵的冶煉為紀(jì)念1996年中國鋼產(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)室用酒精燈點(diǎn)燃尾氣的作用是防止一氧化碳污染空氣相關(guān)的化學(xué)方程式：Fe2O3+3CO2Fe+3CO2CO2+Ca(OH)2CaCO3

↓+H2O2CO+O22CO2高溫點(diǎn)燃實(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。1、原料：2、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赤鐵礦(磁鐵礦)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：工業(yè)焦炭的作用：將C轉(zhuǎn)化成CO做還原劑，提高熱量。石灰石的作用：將礦石中的SiO2轉(zhuǎn)化成爐渣煉鐵條件都是高溫！Fe3O4+4CO3Fe+4CO2高溫鐵礦石焦炭熱空氣爐渣出口生鐵出口石灰石高爐煉鐵圖：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。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)品生鐵鋼高溫有關(guān)雜質(zhì)問題的計(jì)算例1、1000t含雜質(zhì)20%的赤鐵礦石中含氧化鐵的質(zhì)量是多少？氧化鐵的質(zhì)量：1000t×（1-20%）=800t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?jǐn)?shù)（純度）例2、計(jì)算多少噸生鐵中含鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為96%，含鐵560t？生鐵的質(zhì)量：560t÷96%=583.3t不純物質(zhì)的質(zhì)量=

純物質(zhì)的質(zhì)量÷純物質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)（純度）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：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×（1-20%）÷70%÷80%=4571.5t赤鐵礦石:[例題]用1000t含氧化鐵80％的赤鐵礦石，理論上可以煉出含鐵96％的生鐵多少噸？解：1000t赤鐵礦石中含氧化鐵的質(zhì)量為：1000t×80％=800t設(shè)：800t氧化鐵理論上可以煉出鐵的質(zhì)量為xFe2O3+3CO＝2Fe+3CO2高溫160112800txx=560t折合為含鐵96％的生鐵的質(zhì)量為560t÷96％=583t答：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583t診斷補(bǔ)償，點(diǎn)擊中考二、計(jì)算題（2006黃岡）用2000t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？二、計(jì)算題（2006黃岡）用2000t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？解：2000t赤鐵礦石中含氧化鐵的質(zhì)量為：2000t×80％=1600t設(shè)：1600t氧化鐵理論上可以煉出鐵的質(zhì)量為xFe2O3+3CO＝

2Fe+3CO2

1601121600txx=1120t折合為含鐵96％的生鐵的質(zhì)量為1120t÷96％=1166t答：用2000t含氧化鐵80％的赤鐵礦石，理論上可以煉出含鐵96％的生鐵1166t高溫?fù)?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)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。蒸餾水煮沸的原因：除去水中的氧氣與氧氣（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。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）接觸與水接觸怎么防止鋼鐵生銹呢？在車船的表面噴油漆在機(jī)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(hù)作用的其他金屬。如：在鋼鐵表面鍍錫、鍍鋅、和鍍鉻鍍銅金屬防腐蝕的方法：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）、通過化學(xué)反應(yīng)使表面形成致密的氧化物薄膜等改善腐蝕環(huán)境等等保持鐵制品表面干燥和潔凈（1)隔絕空氣或氧氣(2)隔絕水自行車的構(gòu)件如支架、鏈條、鋼圈等，分別采取了什么防銹措施？刷油漆涂油鍍鉻思考：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？在潮濕的空氣中銅與氧氣、水、二氧化碳等作用生成了銅綠。推理依據(jù)是按銅綠的化學(xué)式可知：銅綠含C、H、O、Cu四種元素，若無空氣中的O2、H2O、CO2等對(duì)銅發(fā)生作用則銅綠中不可能含O、C、H等元素。用白醋浸泡可除去銅銹。

2.怎樣保護(hù)金屬資源呢?一.防止金屬腐蝕二.回收利用廢舊金屬三.合理有效地開采礦物四.尋找金屬的代用品保護(hù)金屬資源的方法：防止金屬的腐蝕回收利用廢舊金屬有計(jì)劃、合理地開采礦物尋找金屬的代用品等

溫故知新:

1.礦石有哪些?寫出其主要成分的化學(xué)式.2.煉鐵的主要反應(yīng)原理是什么?寫出用赤鐵礦,磁鐵礦煉鐵的化學(xué)反應(yīng)方程式.赤鐵礦Fe2O3

磁鐵礦Fe3O4

黃鐵礦FeS2

輝銅礦Cu2S赤銅礦Cu2O菱鐵礦FeCO3

鋁士礦Al2O3

孔雀石Cu2(OH)2CO3

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里還原出來Fe2O3+3CO2Fe+3CO2高溫診斷補(bǔ)償，點(diǎn)擊中考一、選擇題：請(qǐng)將唯一正確答案代量填入下列空格內(nèi)1（2006廣州）人類每年從自然界中提取大量的金屬鐵，下列關(guān)于鐵的說法正確的是（）A、煉鐵的過程是把單質(zhì)鐵變成氧化鐵。B、鋼是很純的鐵。C、生鐵是含少量碳的鐵合金。D、被腐蝕的鐵制品屬于不可回收的垃圾。2（2006益陽）鐵是人類生活中重要的一種材料，工業(yè)上可用如下化學(xué)反應(yīng)制得鐵，F(xiàn)e2O3+3CO＝2Fe+3CO2，該反應(yīng)中，發(fā)生還原反應(yīng)的物質(zhì)是（）

A、Fe2O3B、COC、FeD、CO23、做一氧化碳還原氧化鐵的實(shí)驗(yàn)后，清洗試管壁上留下的黑色物質(zhì)時(shí)可選用的方法是（）A、用大量水邊沖邊洗。B、用試管刷左右、上下猛烈刷。C、用鹽酸或稀硫酸清洗后再用水沖。

D、用肥皂粉清洗后再用水沖洗。高溫CAC診斷補(bǔ)償，點(diǎn)擊中考4（2006益陽）在下列情況下，埋在地下的鑄鐵管道腐蝕最快的是（）A、在潮濕、致密的土壤中。B、在干燥、致密的土壤中。C、在潮濕、疏松的土壤中。D、在干燥、疏松的土壤中。5、下列物品需采用防銹措施的是（）A、鐵制防盜網(wǎng)。