金屬礦物與冶煉

6.3

金屬礦物與冶煉目前一頁\總數(shù)四十五頁\編于六點一、金屬在自然界的存在游離態(tài)（單質(zhì)）：化合態(tài)（化合物）：Ag,Pt,AuFe,Cu,Na等絕大多數(shù)金屬目前二頁\總數(shù)四十五頁\編于六點二、金屬礦物黃鐵礦(FeS2)磁鐵礦(Fe3O4)菱鐵礦(FeCO3)赤鐵礦(Fe2O3)目前三頁\總數(shù)四十五頁\編于六點孔雀石鋁土礦黃銅礦目前四頁\總數(shù)四十五頁\編于六點自然界以單質(zhì)形式存在的銀自然界以單質(zhì)形式存在的金目前五頁\總數(shù)四十五頁\編于六點三、煉鐵的基本原理目前六頁\總數(shù)四十五頁\編于六點現(xiàn)象：紅棕色的Fe2O3變黑，同時產(chǎn)生使石灰水變渾濁的氣體。Fe2O3+3CO===2Fe+3CO2高溫基本原理：氧化反應(yīng)：得到氧的反應(yīng)還原反應(yīng)：失去氧的反應(yīng)目前七頁\總數(shù)四十五頁\編于六點

3C+2Fe2O3=4Fe+3CO2高溫H2C練習(xí)：請寫出H2和C還原Fe2O3的化學(xué)方程式高溫3H2+Fe2O3=2Fe+3H2O具有還原性的物質(zhì):CO目前八頁\總數(shù)四十五頁\編于六點H2、C、CO化學(xué)性質(zhì)的比較點燃點燃點燃點燃高溫目前九頁\總數(shù)四十五頁\編于六點H2和C還原CuO實驗比較實驗裝置圖目前十頁\總數(shù)四十五頁\編于六點目前十一頁\總數(shù)四十五頁\編于六點原料：鐵礦石(赤鐵礦)、焦炭、石灰石、空氣四、鐵的冶煉1.煉鐵設(shè)備：高爐過量空氣焦炭焦炭高溫高溫赤鐵礦高溫CO2COFe反應(yīng)過程：目前十二頁\總數(shù)四十五頁\編于六點涉及反應(yīng)化學(xué)方程式：3CO+Fe2O3==2Fe+3CO2高溫C+CO2==2CO高溫C+O2==CO2點燃產(chǎn)品：生鐵（含碳量2-4.3%）合金2.煉鋼：氧氣高溫鋼生鐵鋼（含碳量0.03-2%）目前十三頁\總數(shù)四十五頁\編于六點生鐵和鋼的區(qū)別目前十四頁\總數(shù)四十五頁\編于六點中國古代冶煉圖目前十五頁\總數(shù)四十五頁\編于六點轉(zhuǎn)爐煉鋼為紀念1996年中國鋼產(chǎn)量突破1億噸而發(fā)行的郵票目前十六頁\總數(shù)四十五頁\編于六點越活潑的金屬,越容易與其他物質(zhì)形成化合物,也就越難從化合物中還原出金屬單質(zhì).越不活潑的金屬,越不容易與其他物質(zhì)形成化合物,也就越容易從化合物中還原出金屬單質(zhì).金屬活動性順序：KCaNaMgAlZnFeSnPb(H)CuHgAg

PtAu金屬活動性由強漸弱目前十七頁\總數(shù)四十五頁\編于六點1.活潑金屬(如KCaNaMgAI)

電解法:2Al2O3=4Al+3O22.一般金屬(如ZnFeSnPbCu)

熱還原法:Fe2O3+3CO=2Fe+3CO3.較穩(wěn)定金屬(如HgAg)

直接加熱法:2HgO=2Hg+O24.穩(wěn)定金屬(如PtAu):直接以單質(zhì)形式存在通電高溫加熱五、冶煉金屬的常用方法目前十八頁\總數(shù)四十五頁\編于六點金屬活動性順序：

KCaNaMgAl

‖ZnFeSnPb(H)Cu‖Hg

Ag‖PtAu電解法熱還原法直接加熱法目前十九頁\總數(shù)四十五頁\編于六點例1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)方程式計算的數(shù)據(jù)應(yīng)是純凈物的質(zhì)量1000t×80%×70%÷96%=583.3t赤鐵礦石—氧化鐵—鐵—生鐵目前二十頁\總數(shù)四十五頁\編于六點下課啦目前二十一頁\總數(shù)四十五頁\編于六點

6.4珍惜和保護金屬資源目前二十二頁\總數(shù)四十五頁\編于六點資料一：人類每年要向自然界索取大量的金屬礦物資源，以提取數(shù)以億噸計的金屬。金屬礦物的儲量有限，而且不能再生。根據(jù)已探明的一些礦物的儲藏量，并根據(jù)目前這些金屬的消耗速度，有人估計一些礦物可供開采的年限如下圖所示（不包括今后新探明的礦物儲量、一些國家的金屬儲備量和金屬的回收利用等）。一、金屬資源的消耗目前二十三頁\總數(shù)四十五頁\編于六點資料二：據(jù)有關(guān)資料報道，現(xiàn)在世界上每年因腐蝕而報廢的金屬設(shè)備和材料相當于年產(chǎn)量的20%~40%。目前二十四頁\總數(shù)四十五頁\編于六點生活中許多設(shè)施都是用鐵制成，如：目前二十五頁\總數(shù)四十五頁\編于六點但這些設(shè)施普遍受到腐蝕的影響。目前二十六頁\總數(shù)四十五頁\編于六點二、鐵生銹條件的探究藥品：現(xiàn)有潔凈無銹的鐵釘、試管、經(jīng)煮沸迅速冷卻的蒸餾水、植物油、稀鹽酸、棉花和干燥劑氯化鈣。試設(shè)計實驗以證明鐵制品銹蝕的條件。目前二十七頁\總數(shù)四十五頁\編于六點沒有生銹

產(chǎn)生銹蝕經(jīng)煮沸的蒸餾水鐵釘棉花無水氯化鈣（干燥劑）蒸餾水

稀鹽酸油層1234沒有水沒有空氣水和空氣同時存在鐵生銹的必要條件探究目前二十八頁\總數(shù)四十五頁\編于六點沒有生銹

產(chǎn)生銹蝕氧氣水生銹沒有水水和空氣同時存在沒有空氣鐵生銹的必要條件探究結(jié)論：目前二十九頁\總數(shù)四十五頁\編于六點鐵的腐蝕稱為生銹，生銹后的產(chǎn)物稱為鐵銹。其化學(xué)反應(yīng)過程是相當復(fù)雜，但結(jié)果非常簡單。鐵+氧氣Fe2O3·xH2O水鐵銹結(jié)構(gòu)疏松多孔，吸收水分，加速鐵制品的生銹因此，鐵與空氣接觸，又有水分時，最易生銹！目前三十頁\總數(shù)四十五頁\編于六點氧化鐵與鋁壺表面的氧化鋁膜性質(zhì)比較疏松多孔完全銹蝕致密結(jié)實使鋁“自我保護”目前三十一頁\總數(shù)四十五頁\編于六點氧氣水生銹三、怎樣防止鐵生銹加上保護層1.加上油漆、搪瓷、塑膠層或油脂目前三十二頁\總數(shù)四十五頁\編于六點加上油漆、搪瓷、塑膠層或油脂來防銹鐵油漆氧氣和水不能與鐵接觸，所以鐵不會生銹油漆剝落后油漆氧氣和水與鐵接觸，導(dǎo)致鐵生銹目前三十三頁\總數(shù)四十五頁\編于六點2.鍍上其他金屬,如鍍錫、鋅、銅、鎳、鉻等「罐頭」是由鍍錫鐵制成。鍍鉻的浴室水籠頭。目前三十四頁\總數(shù)四十五頁\編于六點3.使用合金用不銹鋼制造的器具目前三十五頁\總數(shù)四十五頁\編于六點4.犧牲性保護由鍍鋅鐵制造的水桶把鐵與一較活潑的金屬相連接，犧牲活波金屬，從而防銹。目前三十六頁\總數(shù)四十五頁\編于六點犧牲性保護防銹法破損部位鋅表層氧與鋅反應(yīng)，鐵不會腐蝕鐵鋅塊目前三十七頁\總數(shù)四十五頁\編于六點金屬防腐蝕的方法：形成保護層刷油漆、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變金屬的內(nèi)部結(jié)構(gòu)制成合金，如不銹鋼改善腐蝕環(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)隔絕水目前三十八頁\總數(shù)四十五頁\編于六點討論1、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，如不銹鋼目前三十九頁\總數(shù)四十五頁\編于六點討論2、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？答：刷漆、涂油、鍍鉻等目前四十頁\總數(shù)四十五頁\編于六點討論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？廢品收購站為什么要收購廢鐵、廢銅、和易拉罐等金屬？目前四十一頁\總數(shù)四十五頁\編于六點回收和利用廢舊金屬四、金屬資源保護目前四十二頁\總數(shù)四十五頁\編于六點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