第八單元課題3-金屬資源的利用和保護(hù)

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)（1）

4.知道廢舊金屬對環(huán)境的污染，認(rèn)識回收利用廢舊金屬等金屬資源保護(hù)的重要性。學(xué)習(xí)目標(biāo)：

2.知道一些常見金屬如鐵、鋁、銅等的礦物，了解從鐵礦石中將鐵還原出來的方法。

3.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(jìn)行有關(guān)的計(jì)算。1.了解金屬銹蝕的條件以及防止金屬銹蝕的簡單方法。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(jìn)行有關(guān)的計(jì)算。1.了解金屬銹蝕的條件以及防止金屬銹蝕的簡單方法。重點(diǎn)：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1.金屬的存在形式：少數(shù)以單質(zhì)形式存在(如金和銀)大多數(shù)以化合物形式存在菱鐵礦（主要成分是FeCO3

）

2.常見的礦石磁鐵礦（主要成分是Fe3O4）赤鐵礦（主要成分是Fe2O3

）鋁土礦主要成分是Al2O3

輝銅礦（主要成分是Cu2S）

黃銅礦（主要成分是CuFeS2）孔雀石圖8-17常見的銅礦元素名稱質(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地殼中含量最多的金屬是鋁3.金屬元素在地殼中含量：11.原理：一、鐵的冶煉：CO還原氧化鐵2.實(shí)驗(yàn)步驟：①.按上圖組裝儀器，檢查其氣密性。②裝藥品。

③先通CO排盡空氣，后點(diǎn)燃酒精噴燈加熱。④反應(yīng)結(jié)束后，先停止加熱，繼續(xù)通CO，直至玻璃管冷卻，防止鐵被熱空氣氧化。（一）實(shí)驗(yàn)室煉鐵：紅色粉末變成黑色;同時產(chǎn)生使澄清的石灰水變渾濁的氣體①用燃著的酒精燈將尾氣點(diǎn)燃②或用氣球收集尾氣Fe2O3+3CO===2Fe+3CO2高溫3.現(xiàn)象4.化學(xué)方程式5.尾氣CO的處理方法（防止污染空氣）1.原料：鐵礦石、焦炭、石灰石Fe2O3+3CO===2Fe+3CO2高溫（二）工業(yè)煉鐵：

3.原理：在高溫下，利用爐內(nèi)反應(yīng)生成的CO，把鐵礦石中的鐵還原出來。即：CO是還原劑；Fe2O3是氧化劑2.設(shè)備：高爐※石灰石作用：把雜質(zhì)轉(zhuǎn)化為爐渣鐵礦石、焦炭、石灰石Fe2O3+3CO===2Fe+3CO2高溫CO2＋C2CO高溫C

+

O2

CO2

點(diǎn)燃5.高爐內(nèi)由下至上的反應(yīng)：在實(shí)際生產(chǎn)時,所用的原料或產(chǎn)物一般都含有雜質(zhì),在計(jì)算用料和產(chǎn)量時,應(yīng)考慮到雜質(zhì)。2.混合物、純凈物、純度（即質(zhì)量分?jǐn)?shù)）之間的關(guān)系：1.列比例時，一定要用純凈物的質(zhì)量。（三）含雜質(zhì)的物質(zhì)的化學(xué)方程式的計(jì)算：m(純)=m(混)×純度(%)m(混)=m(純)÷純度(%)例題：用1000t含氧化鐵(Fe2O3)

80%的赤鐵礦石，理論上可煉含鐵96%的生鐵多少噸？Fe2O3+3CO===2Fe+3CO2高溫解：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X。160112800tX160112=800tXX＝560t折合含鐵96%的生鐵的質(zhì)量為560t÷96%＝583t

(純化雜)答：1000t含氧化鐵(Fe2O3)80%的赤鐵礦石，理論上可煉出含鐵96%的生鐵為583t?；蛟O(shè)800t氧化鐵理論上可以煉含鐵96%的生鐵質(zhì)量為X。Fe2O3+3CO===2Fe+3CO2高溫160112800tX×96%160:112＝800t:X×96%X＝583t

(雜化純)⑵設(shè)需含F(xiàn)e2O3質(zhì)量分?jǐn)?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160112=2850tX≈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?jǐn)?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(jì)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?jǐn)?shù)為85%的赤鐵礦石多少噸？（計(jì)算結(jié)果保留整數(shù)）跟蹤練習(xí)：X·85%2.下圖是課堂中模擬煉鐵的實(shí)驗(yàn)裝置。

（1）寫出圖中標(biāo)有序號的儀器名稱①

，②

。

(2)實(shí)驗(yàn)過程中，先要進(jìn)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①②AB

3.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(hù)膜②①④⑵鋼鐵的冶煉是人類文明的一個重要標(biāo)志。右圖是實(shí)驗(yàn)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(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(jìn)方法：____________________________________________

用氣球收集尾氣或用燃著的酒精燈點(diǎn)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(hù)（2）二、金屬資源保護(hù)保護(hù)金屬資源的原因：⑴每年大量開采金屬資源(數(shù)以億噸計(jì))⑵每年大量的金屬被腐蝕(相當(dāng)于年產(chǎn)量的20%~40%)為什么要保護(hù)金屬資源？（一）金屬的腐蝕和防護(hù)雖然人們采取了許多措施，但每年全世界因生銹而損失的鋼鐵約占世界年產(chǎn)量的四分之一！如何防銹？讓我們先了解鐵的生銹過程a.在干燥空氣中b.浸沒被植物油密封的涼開水中c.半截浸沒在水中1.鐵的生銹過程哪種條件下,鐵最易生銹?為什么?——不生銹(有O2無水)不生銹

(有水無O2)

——植物油

abc

生銹——

(有水和Ｏ2)試管a中為什么要加入干燥劑？

試管b中為什么要用煮沸過的蒸餾水，且要加入植物油？

是為了除去空氣中的水蒸氣為了防止蒸餾水中溶有氧氣；防止外界空氣進(jìn)入水中。鐵鐵銹與空氣（氧氣）接觸與水接觸2.鐵制品生銹的條件:鐵制品與水和空氣（氧氣）同時接觸

為什么鐵制品易生銹而鋁制品耐腐蝕呢？鐵銹的主要成分是Fe2O3，它是一種疏松多孔的物質(zhì)。易吸收水分和氧氣，如果鐵制品生銹不及時去除，會導(dǎo)致鐵制品完全銹蝕。鋁制品表面有一層致密的氧化鋁（Al2O3）薄膜，能保護(hù)里層的鋁不再被氧化。所以鋁制品耐腐蝕。Fe2O3Fe鐵銹-------混合物(主要成分氧化鐵)疏松多孔，會加速鐵的銹蝕3.通過化學(xué)反應(yīng)在鐵制品表面生成一層致密的氧化物薄膜(如烤藍(lán))2、防銹方法4.鍍上較活潑的金屬由鍍鋅鐵制造的水桶。把鐵與一較活潑的金屬相連接，因而較活潑金屬與氧氣反應(yīng)，從而防止鐵生銹。(犧牲性保護(hù))2、防銹方法破損部位鋅表層氧與鋅反應(yīng)，鐵不會腐蝕鐵鋅塊4.鍍上較活潑的金屬(犧牲性保護(hù))2、防銹方法5.使用鐵合金用不銹鋼制造的器具(在鐵中加入其它金屬改變其內(nèi)部結(jié)構(gòu))2、防銹方法怎么防止鋼鐵生銹呢？在車船的表面噴油漆在機(jī)械表面涂機(jī)油在鋼鐵表面鍍上一層其他金屬。如：在鋼鐵表面鍍銅、鍍鋅、和鍍鉻鍍金屬a.

保持鐵制品表面干燥b.在鐵制品表面涂一層保護(hù)膜:如：刷油漆、涂機(jī)油、鍍上一層耐磨、耐腐蝕的金屬c.改變金屬結(jié)構(gòu)（制成合金，如不銹鋼等）3.防止鐵制品生銹的具體方法為：⑴三角架：⑵輻條⑷鏈條：刷漆鍍一層耐腐蝕的金屬涂油等平時要保持自行車干燥自行車防銹措施有哪些？討論：⑶鋼圈（二）保護(hù)金屬資源的途徑(4點(diǎn))：1.防止金屬腐蝕2.回收和利用廢舊金屬

據(jù)估算，回收一個鋁制飲料罐比制造一個新飲料罐要便宜20%，(a.降低了金屬制品的生產(chǎn)成本)。而且還可（b.節(jié)約金屬資源）和95%的能源。1t廢鋼鐵回爐冶煉可煉成近1t的鋼，跟用鐵礦石冶煉比，能節(jié)約11t煤和鐵礦石，減少污染空氣的懸浮微粒11kg。目前世界上已有50%以上的鐵和90%以上的金得到了回收利用。

廢舊金屬的回收利用還可（c.減少對環(huán)境的污染）。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。如果將汞等回收利用，可以減少對環(huán)境的污染。你知道嗎？廢棄金屬的回收有什么意義？

圖8-25據(jù)估計(jì)一些礦物可供開采的年限3.有計(jì)劃,合理地開采礦物。礦物的儲量是有限的，而且不能再生。4.尋找金屬代用品怎樣保護(hù)金屬資源呢?1.防止金屬的腐蝕。2.金屬的回收與利用。

3.有計(jì)劃,合理地開采礦物。4.尋找金屬代用品。長話短說：保持金屬表面干燥改變金屬內(nèi)部結(jié)構(gòu)在其表面涂上保護(hù)膜反饋練習(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(yùn)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(hù)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

B

4.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(jìn)行研究。⑴請你幫助該學(xué)生完成下列實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的內(nèi)容：編號操作方法實(shí)驗(yàn)?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烘干試管（加入干燥劑），放入鐵釘，塞上塞子

探究鐵在有水而無空氣（氧氣）時的生