《金屬資源的利用和保護》課件-人教版

第八單元

金屬和金屬材料課題3金屬資源的利用和保護學(xué)習(xí)目標1.知道一些常見金屬如鐵、鋁、銅等礦，了解從鐵礦石中將鐵還原出來的方法。2.會根據(jù)化學(xué)方程式對含有某些雜質(zhì)的反應(yīng)物或生成物進行有關(guān)計算。3.了解金屬腐蝕的條件以及防止金屬腐蝕的簡單方法。4.知道廢舊金屬對環(huán)境的污染，認識回收利用廢舊金屬等金屬資源保護的重要性世界跨徑最大的斜拉橋———蘇通大橋

蘇通大橋總長8206米，斜拉橋主孔跨度1088米，列世界第一；主塔高度306米,列世界第一；斜拉索的長度580米,列世界第一。

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圖8-15自然界以單質(zhì)形式存在的金圖8-16

自然界以單質(zhì)形式存在的銀

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。金屬的存在形式：單質(zhì)(少數(shù)，如金和銀)化合物(大多數(shù)，如各種鐵礦石)赤鐵礦黃鐵礦菱鐵礦鋁士礦黃銅礦輝銅礦

孔雀石Cu2(OH)2CO3赤銅礦

Cu2O磁鐵礦（主要成分Fe3O4）磁鐵礦（主要成分Fe3O4）赤鐵礦（主要成分Fe2O3）想一想：⑴假如你是煉鐵廠的廠長，你認為哪種礦石最不適宜作為工業(yè)煉鐵的原料?哪種最適宜？

⑵除了焦炭和一氧化碳可以還原出鐵來，氫氣也可以。你準備選用哪種物質(zhì)來煉鐵？70%62.4%48.3%46.7%一.鐵的冶煉現(xiàn)象分析反應(yīng)式尾氣處理紅色的粉末變成黑色，澄清的石灰水變渾濁一氧化碳還原氧化鐵生成鐵粉(黑色)和二氧化碳1、實驗室用一氧化碳還原氧化鐵（煉鐵的原理）①用燃著的酒精燈將尾氣點燃②用氣球收集尾氣Fe2O3+3CO===2Fe+3CO2高溫證明產(chǎn)物中有鐵粉的方法是：

用磁鐵吸引(或加稀鹽酸有氣泡產(chǎn)生)實驗步驟：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、點燃右邊酒精燈4、通入一氧化碳氣體5、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注意：應(yīng)先通CO后加熱，實驗完畢后繼續(xù)通CO直到試管冷卻（即：CO“早出晚歸”，酒精燈“遲到早退”）。先通CO后加熱，是為了將玻璃管中的空氣排盡，防止加熱時可能發(fā)生爆炸；實驗完畢后，先停止加熱，繼續(xù)通CO直至玻璃管冷卻，是為了防止高溫下的生成物鐵與氧氣接觸而被氧化，同時還可防止石灰水倒吸。原料：鐵礦石、焦炭、石灰石、空氣Fe2O3+3CO===2Fe+3CO2高溫2.工業(yè)煉鐵：反應(yīng)的化學(xué)方程式：CO是還原劑；Fe2O3是氧化劑⑴原理：

在高溫條件下，利用焦炭與O2反應(yīng)生成的CO把鐵從鐵礦石中還原出來。⑵設(shè)備：煉鐵高爐鐵礦石、焦炭、石灰石Fe2O3+3CO===2Fe+3CO2高溫CO2＋C2CO

高溫C

+

O2

CO2

點燃請看視頻

在實際生產(chǎn)時,所用的原料或產(chǎn)物一般都含有雜質(zhì),在計算用料和產(chǎn)量時,應(yīng)考慮到雜質(zhì)問題。不純物質(zhì)、純物質(zhì)、純度之間的關(guān)系：代入化學(xué)方程式中計算的數(shù)據(jù)，必須是純凈物的質(zhì)量。含雜質(zhì)的物質(zhì)的化學(xué)方程式的計算：m(純)=m(不純)×純度m(不純)=m(純)÷純度[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％=800tFe2O3+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583t⑵設(shè)需含F(xiàn)e2O3質(zhì)量分數(shù)為85%的赤鐵礦石的質(zhì)量為x。解：⑴生鐵中含純鐵：3000t×(1－5%)=2850t.Fe2O3+3CO===2Fe+3CO2112X·85%2850t

高溫160X·85%=1122850tX≈4790t

答：⑴該3000t生鐵中含純鐵2850t。⑵該煉鋼廠每天需含F(xiàn)e2O3質(zhì)量分數(shù)為85%的赤鐵礦石為4790t。

1.某煉鋼廠日產(chǎn)含雜質(zhì)5%的生鐵3000t，試計算：⑴該3000t生鐵中含純鐵多少噸？⑵該煉鋼廠每天需含F(xiàn)e2O3質(zhì)量分數(shù)為85%的赤鐵礦石多少噸？（計算結(jié)果保留整數(shù)）練習(xí)：2.下圖是課堂中模擬煉鐵的實驗裝置。

（1）寫出圖中標有序號的儀器名稱①

，②

。

(2)實驗過程中，先要進行的是______________。（填Ⅰ或Ⅱ）Ⅰ．加熱Ⅱ．通一氧化碳(3)A中反應(yīng)的化學(xué)方程式是。B中反應(yīng)的化學(xué)方程式是

，B中觀察到的現(xiàn)象是_______________

。(4)該裝置的不足之處是

。鐵架臺試管ⅡFe2O3+3CO===2Fe+3CO2高溫沒有尾氣處理裝置（或沒有用燃著的酒精燈處理尾氣等）Ca(OH)2+CO2===CaCO3↓+H2O澄清的石灰水變渾濁①②3.右下圖是金屬活動性順序表中銅、錫、鐵和鋁元素被人類大規(guī)模開發(fā)、利用的大致年限。KCaNaMgAlZnFeSnPb(H)CuHgAgPtAu約6000年前約200年前約600年前約2500年前⑴選擇編號填空：鋁的利用比銅和鐵晚得多，原因是

；目前鋁在多個領(lǐng)域替代易生銹的鋼鐵，其主要原因是

。①鋁的密度?、阡X很活潑③地殼中鋁的含量高④鋁的表面易生成致密的保護膜②①④⑵鋼鐵的冶煉是人類文明的一個重要標志。右圖是實驗室模擬煉鐵的裝置圖，寫出冶煉生鐵的化學(xué)方程式

；能證明產(chǎn)物中有鐵粉的方法是：

。用磁鐵吸引(或加稀鹽酸有氣泡)3CO+

Fe2O3

2Fe

+

3CO2

====高溫⑶在組裝儀器時，把玻璃管插入橡膠管的操作方法

是

。此裝置有不完善的地方，請說出其中一種改進方法：

。用氣球收集尾氣或用燃著的酒精燈點燃導(dǎo)管一端用水潤濕后旋轉(zhuǎn)插入第八單元

金屬和金屬材料課題3金屬資源的利用和保護第二課時為什么要保護金屬資源？二、金屬資源保護保護金屬資源的原因：⑴每年大量開采(數(shù)以億噸計)⑵每年大量的金屬被腐蝕(相當(dāng)于年產(chǎn)量的20%~40%)P17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、防護的方法和廢舊金屬的回收利用。金屬銹蝕給人類帶來了巨大的損失。1.金屬的腐蝕和防護鐵軌的銹蝕鐵釘?shù)纳P——a.在干燥空氣中b.浸沒在水中c.半截浸沒在水中鐵的生銹過程哪種條件下,鐵最易生銹?為什么?不生銹(有水無O2)

不生銹(有O2無水)在水與空氣的交界面最易生銹————植物油abc請思考：用橡皮塞塞緊管口(同時有水和Ｏ2)鐵與空氣中的氧氣、水蒸氣發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。鐵銹的成份很復(fù)雜,主要為氧化鐵Fe2O3·XH2O。(Fe2O3·XH2O很疏松，易吸水，不能阻礙里層的鐵繼續(xù)與氧氣、水蒸氣反應(yīng)，如不及時除去，會加快鐵制品的生銹，使鐵全部被腐蝕。

而鋁不同，鋁與氧氣反應(yīng)生成致密的Al2O3薄膜，覆蓋在鋁的表面，從而保護里層的鋁不再與氧氣反應(yīng)，所以鋁耐腐蝕。)鐵生銹的條件：⑴要有能夠發(fā)生反應(yīng)的物質(zhì)(Fe、H2O、O2)；鐵制品銹蝕的條件:⑵反應(yīng)物要能相互接觸；⑶生成物不會對反應(yīng)起阻礙作用。4Fe+3O2+2XH2O=2Fe2O3·XH2O

(緩慢氧化)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、和鍍鉻鍍銅防止鐵生銹的方法(破壞鐵生銹的條件即可)：P18表1.保持鐵制品表面的潔凈和干燥。

2.在鐵制品表面涂上一層保護膜【如：涂油、刷油漆、搪瓷、鍍上耐腐蝕的金屬、烤藍（即表面生成致密的氧化膜保護層）】，使鐵制品與空氣隔絕。

3.制成耐腐蝕的合金。如不銹鋼，就是在鋼中加入少量鎳和鉻而制成的合金。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

圖8-25據(jù)估計一些礦物可供開采的年限2.金屬資源保護⑴為什么要保護金屬資源？礦物的儲量是有限的，而且不能再生。2、怎樣保護金屬資源呢?⑴防止金屬的腐蝕。⑵金屬的回收利用。⑶有計劃,合理地開采礦物,嚴禁不顧國家利益的亂采礦。⑷尋找金屬代用品。如：以塑代鋼。圖8-26金屬的回收利用回收一個鋁制的易拉罐比制造一個新的鋁制的易拉罐要便宜20%，而且還可以節(jié)約金屬資源和95%能源。目前世界上有50%以上的鐵和90%以上的金得到回收利用。反饋練習(xí)1.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2.某運輸用鐵船，在水中行駛，最易生銹的部位是()CBA.水面上的船頭部分B.水面附近的船體部分C.水面下的船底部分D.各部分都一樣速度生銹3.日常生活中的一些鐵制品經(jīng)常會被銹蝕。

下列做法中不能起防銹作用的是（）①在鐵制品表面鍍鋅②在鐵制品表面涂油脂③保留鐵件表面的鐵銹作保護層④在鐵器表面刷油漆⑤自行車臟了用清水沖洗⑥用廢酸液沖洗鐵制污水管道⑦切完咸菜后，盡快將菜刀洗凈擦干A.②⑤

B.③⑤⑥

C.①③⑦

D.②⑥⑦

B4.全世界每年因生銹損失的鋼鐵約占世界鋼鐵年產(chǎn)量的1/4。某學(xué)生想探究鐵生銹的條件，他將干凈的鐵釘分別同時入放A、B、C三支試管中進行研究。⑴請你幫助該學(xué)生完成下列實驗設(shè)計的內(nèi)容：編號操作方法實驗?zāi)康腁探究鐵在干燥空氣中的生銹情況B放入鐵釘，注入蒸餾水浸沒鐵釘，并用植物油液封C探究鐵在有空氣和水時的生銹情況加熱烘干試管，小心放入鐵釘，塞上塞子

探究鐵在有水而無空氣（氧氣）時的生銹情況小心放入鐵釘，注入蒸餾水，使鐵釘部分浸入水中⑵一周后，編號為________的試管中的鐵釘最易生銹。⑶用相同材料制作，經(jīng)過相同時間防銹處理的鐵欄桿，安裝在南方比安裝在北方更易生銹，其原因是___________________________________。C南方比北方天氣潮濕，鐵更易生銹ABC鐵在干燥空氣中鐵在有水而無空氣（氧氣）時鐵在有空氣和水時用植物油液封用橡皮塞塞緊管口練習(xí)：1、某鋼鐵廠每天需消耗5000t含氧化鐵76％的赤鐵礦石，該廠理論上可以日產(chǎn)含F(xiàn)e98％的生鐵多少t?2、冶煉2000t含雜質(zhì)3％的生鐵，需要含90%Fe2O3的赤鐵礦石多少t?4.某課外興趣小組對一批鐵樣品（含有雜質(zhì)，雜質(zhì)不溶于水，也不與稀硫酸反應(yīng)）進行分析，甲、乙、丙三位同學(xué)分別進行實驗，其中只有一位同學(xué)所取用的稀硫酸與鐵樣品恰好完全反應(yīng)。實驗數(shù)據(jù)如下表：

請你認真分析數(shù)據(jù)，回答下列問題：⑴哪位同學(xué)所取用的稀硫酸與鐵樣品恰好完全反應(yīng)；⑵計算樣品中鐵的質(zhì)量分數(shù)；⑶若生產(chǎn)1000t這種純度的鐵，至少需要含氧化鐵(Fe2O3)80%的赤鐵礦多少噸？甲乙丙燒杯＋稀硫酸200g150g150g加入的鐵樣品9g9g14g充分反應(yīng)后，燒杯＋剩余物208.7g158.7g163.7g(燒杯的質(zhì)量為25.4g；計算結(jié)果精確到0.1%)解：⑴分析表中數(shù)據(jù)可知，甲、乙、丙三人的實驗生成氫氣的質(zhì)量都是0.3g(如甲為200g+9g-208.7g＝0.3g),即每人的實驗中都有一種反應(yīng)物已反應(yīng)完。由甲、乙數(shù)據(jù)可知，9g鐵樣品中的鐵完全反應(yīng)，甲中的酸過量。由乙、丙數(shù)據(jù)可知，(150g－25.4g)＝124.