第八單元課題金屬資源的利用和保護

第八單元課題金屬資源的利用和保護第1頁，共42頁，2023年，2月20日，星期一圖8-16自然界以單質(zhì)形式存在的金圖8-17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、銀等有單質(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)第2頁，共42頁，2023年，2月20日，星期一赤鐵礦（主要成分是Fe2O3

）菱鐵礦（主要成分是FeCO3

）圖8-18常見的礦石硫鐵礦(主要成分是FeS2

)磁鐵礦（主要成分是Fe3O4）第3頁，共42頁，2023年，2月20日，星期一

圖8-18常見的礦石輝銅礦（主要成分是Cu2S）

黃銅礦（主要成分是CuFeS2）鋁土礦主要成分是Al2O3

赤銅礦

孔雀石第4頁，共42頁，2023年，2月20日，星期一元素名稱質(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金屬元素在地殼中含量：第5頁，共42頁，2023年，2月20日，星期一二、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，從公元1世紀(jì)起，鐵便成了一種最主要的金屬材料。第6頁，共42頁，2023年，2月20日，星期一圖8-21為紀(jì)念1996年中國鋼產(chǎn)量突破1億噸而發(fā)行的郵票第7頁，共42頁，2023年，2月20日，星期一（1）現(xiàn)象：紅色粉末變成黑色，澄清的石灰水變渾濁。點燃尾氣有藍色火焰1、實驗室：一氧化碳還原氧化鐵（2）相關(guān)的化學(xué)方程式：Fe2O3+3CO===2Fe+3CO2CO2+Ca(OH)2

===CaCO3↓+H2O2CO+O2===2CO2高溫用酒精燈點燃尾氣的作用是防止一氧化碳污染空氣點燃證明產(chǎn)物中有鐵粉的方法是：

用磁鐵吸(或加稀鹽酸有氣泡)第8頁，共42頁，2023年，2月20日，星期一（3）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?xì)怏w5、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（4）注意事項：實驗前要先通CO將玻璃管中的空氣排盡再加熱，防止加熱時CO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，同時還可防止石灰水倒吸。第9頁，共42頁，2023年，2月20日，星期一原料：鐵礦石、焦炭、石灰石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：焦炭在高溫條件下跟O2反應(yīng)生成CO,CO作還原劑，在高溫條件下把鐵礦石中的鐵還原出來。第10頁，共42頁，2023年，2月20日，星期一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

點燃第11頁，共42頁，2023年，2月20日，星期一工業(yè)上煉鐵時各物質(zhì)的作用：石灰石：把雜質(zhì)轉(zhuǎn)化為爐渣焦炭：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(yīng)更徹底。第12頁，共42頁，2023年，2月20日，星期一

在實際生產(chǎn)時,所用的原料或產(chǎn)物一般都含有雜質(zhì),在計算用料時和產(chǎn)量時,應(yīng)考慮到雜質(zhì)問題?；旌衔?、純凈物質(zhì)、純度之間的關(guān)系：列比例時，一定要用純凈物的質(zhì)量。3.含雜質(zhì)的物質(zhì)的化學(xué)方程式的計算：m(純)=m(混)×純度(%)m(混)=m(純)÷純度(%)第13頁，共42頁，2023年，2月20日，星期一例題：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=800tX＝560t折合含鐵96%的生鐵的質(zhì)量為560t÷96%＝583.3t

(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。或設(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%X＝583.3t

(雜化純)160112=800tXX×96%第14頁，共42頁，2023年，2月20日，星期一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?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？（計算結(jié)果保留整數(shù)）跟蹤練習(xí)：第15頁，共42頁，2023年，2月20日，星期一2.下圖是課堂中模擬煉鐵的實驗裝置。

（1）寫出圖中標(biāo)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①②第16頁，共42頁，2023年，2月20日，星期一3.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②①④第17頁，共42頁，2023年，2月20日，星期一⑵鋼鐵的冶煉是人類文明的一個重要標(biāo)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(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18頁，共42頁，2023年，2月20日，星期一二、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%)為什么要保護金屬資源？第19頁，共42頁，2023年，2月20日，星期一1.金屬的腐蝕和防護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？第20頁，共42頁，2023年，2月20日，星期一——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(有水和Ｏ2)第21頁，共42頁，2023年，2月20日，星期一想一想試管a中要加入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？

是為了防止蒸餾水中溶有氧氣。是為了除去空氣中的水蒸氣第22頁，共42頁，2023年，2月20日，星期一因此，鐵與空氣接觸，又有水分時，最易生銹！鐵鐵銹與空氣（氧氣）接觸與水接觸鐵制品生銹的條件:鐵制品與水和空氣（氧氣）同時接觸第23頁，共42頁，2023年，2月20日，星期一討論2、在實際生活和生產(chǎn)中我們應(yīng)該采取哪些具體方法來防止鐵制品生銹呢？1、為什么鐵制品易生銹而鋁制品耐腐蝕呢？第24頁，共42頁，2023年，2月20日，星期一鐵銹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”鐵銹成分復(fù)雜，主要是Fe2O3·XH2O，它是一種疏松多孔的物質(zhì)易吸水和氧氣第25頁，共42頁，2023年，2月20日，星期一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、和鍍鉻鍍銅第26頁，共42頁，2023年，2月20日，星期一小結(jié)2、在實際生活和生產(chǎn)中我們應(yīng)該采取哪些具體方法來防止鐵制品生銹呢？防止鐵制品生銹的具體方法為：

保持鐵制品表面干燥和潔凈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”處理等制成合金鋼，如不銹鋼第27頁，共42頁，2023年，2月20日，星期一⑴三角架：⑵鋼線(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的潔凈與干燥（或涂油）！自行車防銹措施有哪些？討論：⑶鋼圈第28頁，共42頁，2023年，2月20日，星期一討論3、對于金屬資源除了采取防止金屬腐蝕的措施外，還可以通過什么途徑來使金屬資源得到保護呢？

4、廢品收購站為什么要收購廢鐵、廢銅、和易拉罐等金屬？第29頁，共42頁，2023年，2月20日，星期一

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⑵有計劃,合理地開采礦物,嚴(yán)禁不顧國家利益的亂采礦。礦物的儲量是有限的，而且不能再生。第30頁，共42頁，2023年，2月20日，星期一你知道嗎？

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%，而且還可節(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%以上的鐵的90%以上的金得到了回收利用。

廢舊金屬的回收利用還可以減少對環(huán)境的污染。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，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。第31頁，共42頁，2023年，2月20日，星期一2、金屬資源保護（3）回收和利用廢舊金屬第32頁，共42頁，2023年，2月20日，星期一討論廢棄金屬的回收有什么意義？

可節(jié)約金屬資源由于金屬冶煉需在高溫下進行，回收廢棄金屬并再利用可節(jié)約能源降低金屬制品的生產(chǎn)成本，可方便人們得到物美價廉的金屬制品可減少金屬對環(huán)境的污染第33頁，共42頁，2023年，2月20日，星期一2、怎樣保護金屬資源呢?

⑴防止金屬的腐蝕。⑶金屬的回收與利用。⑵有計劃,合理地開采礦物,嚴(yán)禁不顧國家利益的亂采礦。⑷尋找金屬代用品。如塑料、導(dǎo)電橡膠、玻璃鋼等長話短說：保持金屬表面潔凈和干燥改變內(nèi)部結(jié)構(gòu)在其表面涂上保護膜第34頁，共42頁，2023年，2月20日，星期一反饋練習(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第35頁，共42頁，2023年，2月20日，星期一3.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

B第36頁，共42頁，2023年，2月20日，星期一4.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第37頁，共42頁，2023年，2月20日，星期一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第38頁，共42頁，2023年，2月20日，星期一4.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(rèn)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?jǐn)?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改正：(燒杯的質(zhì)量為25.4g；計算結(jié)果精確到0.1%)第39頁，共42頁，2023年，2月20日，星期一解：⑴分析表中數(shù)據(jù)可知，甲、乙、