第8單元 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金屬活動性順序表：KCaNaMgAlZnFeSnPb(H)CuHgAgPtAu金屬活動性由強逐漸減弱金屬元素在自然界中的存在形式

自然界除少數(shù)很不活潑的金屬如金、銀等有單質(zhì)形式存在外,一.金屬的存在：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其余都以化合物形式存在于地殼和海洋中。赤鐵礦主要成分是Fe2O3黃鐵礦主要成分是FeS2菱鐵礦主要成分是FeCO3

鋁土礦主要成分是Al2O3黃銅礦主要成分是CuFeS2輝銅礦主要成分是Cu2S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資料礦石:工業(yè)上把能用來提煉金屬的礦物。赤鐵礦[Fe2O3]磁鐵礦（Fe3O4）黃鐵礦:FeS2菱鐵礦:FeCO3鋁土礦:Al2O3

孔雀石Cu2(OH)2CO3赤銅礦

Cu2O黃銅礦CuFeS2輝銅礦Cu2S銅礦石鐵礦石

鐵礦石如何變成金屬？？？一、鐵的冶煉1、原料：焦炭、石灰石、鐵礦石黃鐵礦FeS2赤鐵礦Fe2O3菱鐵礦FeCO3磁鐵礦Fe3O42、原理：

在高溫的條件下，利用一氧化碳與氧化鐵（鐵礦石）反應，把鐵從氧化鐵（鐵礦石）中還原出來。Fe2O3+3CO2Fe+3CO2高溫70%48.27%46.67%72.41%含鐵量實驗：一氧化碳還原氧化鐵[Fe2O3]現(xiàn)象：

紅棕色粉末變成黑色，F(xiàn)e2O3+3CO2Fe+3CO2高溫澄清的石灰水變渾濁。CO2+Ca(OH)2CaCO3↓+H2O2CO+O22CO2點燃

先熄滅酒精燈后停止通CO：防止溫度降低后外界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、實驗開始時，先通CO還是先點燃酒精燈？為什么？2、實驗結(jié)束時，先熄滅酒精燈還是先停止通CO？為什么？先通CO后點燃酒精燈：排出玻璃管中空氣，防止加熱時CO與空氣混合而發(fā)生爆炸。4、鐵片呈銀白色，因為它能夠比較均勻地反射各種可見光；鐵粉呈黑色，因為鐵粉顆粒細小，光線絕大部分被吸收，不能吸收的那部分色光都被漫反射了，進入人眼的色光很少。3、用酒精燈點燃尾氣或收集備用的作用是？防止CO污染空氣。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生成的一氧化碳(還原劑)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：高爐化學方程式：70%48.27%46.67%72.41%含鐵量鐵的冶煉（工業(yè)上）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。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)上工業(yè)上煉鐵時各物質(zhì)的作用：石灰石：將鐵礦石中的SiO2等雜質(zhì)轉(zhuǎn)化為爐渣；焦炭：提供熱量，提高爐溫；提供還原劑CO。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。CO2+C==2CO高溫3CO+Fe2O3===2Fe+3CO2高溫C+O2==CO2高溫CaO+SiO2==CaSiO3高溫CaCO3==CaO+CO2高溫提供熱量提供還原劑除去二氧化硅，轉(zhuǎn)化為爐渣金屬的冶煉方法：1.熱還原法:許多金屬（如錳、鋅、鐵、銅、鉛等）的冶煉，是把它們的礦物跟焦炭或氫氣、一氧化碳等物質(zhì)一起加熱反應而制得。2.電解法：有些活潑的金屬（如鉀、鈉、鎂、鋁等）很難從其礦物質(zhì)中提取出來，可用電解法制得。例：電解氧化鋁制金屬鋁；電解氯化鎂制金屬鎂。3.濕法煉銅：利用較活潑金屬將銅從其化合物溶液中置換出來。例：用1000t含氧化鐵80％的赤鐵礦石，理論上可以煉出純鐵多少t?解：1000t赤鐵礦石中含氧化鐵的質(zhì)量為：1000t

×80%=800t

設理論上可以煉出的純鐵質(zhì)量為x。160112800t

X160800t112XX=560t答:可以煉出純鐵560t。3CO+Fe2O32Fe+3CO2如果煉出含鐵為96%的生鐵多少t？生鐵的質(zhì)量560t÷96%=583t可以煉出含鐵96%的生鐵583t。1.將含雜質(zhì)的物質(zhì)質(zhì)量換算成純物質(zhì)的質(zhì)量；純物質(zhì)的質(zhì)量=

不純物質(zhì)的質(zhì)量×物質(zhì)的質(zhì)量分數(shù)3.將計算得到的純物質(zhì)質(zhì)量換算成含雜質(zhì)物質(zhì)的質(zhì)量。不純物質(zhì)的質(zhì)量=純物質(zhì)的質(zhì)量÷物質(zhì)的質(zhì)量分數(shù)2.將純凈物的質(zhì)量代入化學方程式進行計算；含雜質(zhì)物質(zhì)的化學方程式的計算步驟：二、金屬資源保護資料一：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于年產(chǎn)量的20%~

40%。資料二：礦物的儲量有限，而且不能再生?？晒╅_采的年限如圖所示。鐵為什么會生銹？？？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、植物油步驟三、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鐵生銹條件的探究現(xiàn)象分析結(jié)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）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(zhuǎn)化為鐵的化合物的過程。因此，鐵與空氣接觸，又有水分時，最易生銹！

鐵銹成分復雜，主要是Fe2O3·XH2O它是一種疏松多孔的物質(zhì)Fe2O3

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-------混合物(主要成分氧化鐵)結(jié)構(gòu)疏松多孔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)特點若不除去結(jié)果疏松多孔完全銹蝕致密結(jié)實使鋁“自我保護”鐵鐵銹與空氣（氧氣）接觸與水接觸討論通過對鐵制品銹蝕條件的探究，你對防止鐵制品銹蝕有什么建議？1、保持鐵制品表面干燥和潔凈。2、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。3、制成合金鋼，如不銹鋼。

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2、金屬資源保護保護金屬資源的主要途徑：1、防止金屬的腐蝕2、金屬的回收和利用3、有計劃合理地開采礦物4、尋找金屬代用品學生練習：根據(jù)銅綠的化學式Cu2(OH)2CO3分析銅生銹的條件又是什么？與氧氣、水、二氧化碳接觸5、物盡其用小結(jié)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：

1、保持鐵制品表面干燥和潔凈

2、在鐵制品表面刷油漆、涂油、鍍鉻、“烤藍”等

3、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

物盡其用我會做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）浸沒在植物油中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，盡快將菜刀洗凈擦干(2)、(3)C、D我會做3、（1）下列家庭生活垃圾：①廢舊書刊報紙②廢電池③廢棄橡膠、塑料制品④易拉罐飲料瓶⑤廢棄電線⑥破舊鐵鍋、鋁壺⑦變質(zhì)剩飯菜⑧瓜皮果殼⑨廢棄玻璃物品等，其中可回收利

用的有＿＿＿＿＿＿＿＿?；厥绽门c保護金

屬資源的相關聯(lián)的是＿＿＿＿＿＿。（2）請你聯(lián)系實際再提出兩條節(jié)約金屬資源的建議:

＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿；＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。

①②③④⑤⑥⑨②④⑤⑥防止金屬腐蝕尋找金屬的代用品1)為避免一氧化碳污染空氣，并回收利用一氧化碳，方框中連接的是C和D，導管接口的連接順序a→

→

→

。C裝置中NaOH的作用是

。2)實驗開始時，應

(填“先加熱再通CO”或“先通CO再加熱”)，目的是

。3)實驗進行一段時間后，玻璃管A中出現(xiàn)的現(xiàn)象為

，反應方程式為

。4)除CO外，還有哪些物質(zhì)可以還原Fe2O3

(請寫一物質(zhì)的化學式)。1.某化學興趣小組用一氧化碳與氧化鐵的反應來探究煉鐵的原理，裝置如下圖所示。請回答有關問題：dbe除去殘余的二氧化碳

先通一氧化碳再加熱

排出玻璃管內(nèi)的空氣，防止加熱爆炸

Fe2O3+3CO2Fe+3CO2高溫C或H2

固體由紅棕色變成黑色練習：2、下列關于金屬資源的說法，不正確的是（）A、自然界中除少數(shù)不活潑的金屬如金、銀等以單質(zhì)形式存在外，其余都以化合物形式存在B、自然界中的金屬資源是取之不盡的C、防止金屬銹蝕、回收利用廢舊金屬可以保護金屬資源和環(huán)境D、合理開發(fā)礦物、尋找金屬代用品都是保護金屬資源的有效途徑B3、手機、筆記本電腦等電子產(chǎn)品中使用的鋰電池，具有體積小、充電時間短、放電時間長等優(yōu)點，放電時的工作原理是鋰（Li）跟二氧化錳作用生成LiMnO2。1）在LiMnO2里，鋰元素顯＋1價，則錳元素的化合價為

；2）寫出鋰電池放電時的化學方程式

；（3）鋰電池充電時，是將電能轉(zhuǎn)化為

能。＋3

Li+MnO2=LiMnO2

化學

4、圖表資料可以為我們提供很多信息，下列從圖表中獲取的信息及應用不正確的是（）A、根據(jù)金屬活動性順序表，判斷金屬是否容易被鹽酸腐蝕B、根據(jù)金屬的熔點數(shù)據(jù)表，判斷金屬的導電性強弱C、根據(jù)溶解度曲線圖，選擇從溶液中獲得晶體