福建省廈門市集美區(qū)灌口中學(xué)九年級化學(xué)下冊 第八單元 課題3 金屬資源的利用與保護課件 新人教版.ppt

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 課題3金屬資源的利用和保護 一 金屬資源概況 地球上的金屬資源廣泛存在于地殼和海洋中 極少數(shù)不活潑的金屬 如金 銀等 有單質(zhì)形式存在 赤鐵礦 黃鐵礦fes2 菱鐵礦feco3 鋁士礦 黃銅礦 輝銅礦 fe2o3 其余大多數(shù)以化合物的形式存在 金屬化合物在自然界中以礦物的形式存在 孔雀石cu2 oh 2co3 赤銅礦cu2o 磁鐵礦 主要成分fe3o4 我國是世界上已知礦物種類比較齊全的少數(shù)國家這一 礦物儲量也很豐富 其中鎢 鉬 鈦 錫 銻等儲量居世界前列 銅 鋁 錳等儲量在世界上也占有重要志地位 但由于人口眾多 人均擁有量約為世界人均水平的1 3 居世界第80位 大自然向人類提供了豐富的金屬礦物資源 人類每年要提煉數(shù)以億噸計的金屬用于工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和其它領(lǐng)域 其中 提取量最大的是鐵 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世紀起 鐵便成了一種最主要的金屬材料 二 鐵的冶煉 為紀念1996年中國鋼產(chǎn)產(chǎn)量突破1億噸而發(fā)行的郵票 上海寶山鋼鐵公司煉鐵高爐 鋼的主要成分就是鐵 鋼和鐵有著非常廣泛和重要的應(yīng)用 它們在某種程度上代表了一個國家工業(yè)發(fā)展的水平 新中國成立后 我國的鋼鐵工業(yè)得到了飛速的發(fā)展 1949年 我國的鋼產(chǎn)量只有15 8萬噸 居世界第26位 1996年 我國的鋼產(chǎn)量首次突破1億噸 居世界前茅 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 3co2fe 3co2 co2 ca oh 2caco3 h2o 2co o22co2 點燃 高溫 用酒精燈點燃尾氣的作用是 防止一氧化碳污染空氣 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 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 1 原料 黃鐵礦fes2 赤鐵礦fe2o3 菱鐵礦feco3 磁鐵礦fe3o4 2 原理 在高溫下 利用焦炭與氧氣反應(yīng)生成的一氧化碳把鐵從鐵礦石中還原出來 石灰石 鐵礦石焦炭 空氣 3 設(shè)備 高爐 化學(xué)方程式 70 48 27 46 67 72 41 含鐵量 2 工業(yè)煉鐵 鐵礦石 焦炭 熱空氣 爐渣出口 生鐵出口 石灰石 高爐煉鐵圖 三 有關(guān)雜質(zhì)問題的計算 例1 1000t含雜質(zhì)20 的赤鐵礦石中含氧化鐵的質(zhì)量是多少 氧化鐵的質(zhì)量 1000t 1 20 800t 純物質(zhì)的質(zhì)量 不純物質(zhì)的質(zhì)量 純物質(zhì)的質(zhì)量分數(shù) 純度 例2 計算多少噸含鐵的質(zhì)量分數(shù)為96 的生鐵中 含鐵560t 生鐵的質(zhì)量 560t 96 583 3t 不純物質(zhì)的質(zhì)量 純物質(zhì)的質(zhì)量 純物質(zhì)的質(zhì)量分數(shù) 純度 例3 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 赤鐵礦石 氧化鐵 鐵 生鐵 1000t 80 70 96 583 3t 生鐵的質(zhì)量 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 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 二 金屬資源保護 1 金屬的腐蝕和防護 1 鐵制品銹蝕條件的探究 金屬銹蝕給人類帶來了巨大的損失 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 全浸在水中 干燥空氣中 一半在水中 食鹽水中 稀h2so4中 實驗 探究鐵生銹的條件 一周后 鐵釘沾了酸液 鐵釘嚴重銹蝕鐵釘浸沒一半的在食鹽水中 浸沒在食鹽水中的鐵釘幾乎全部生銹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 稀h2so4中 一半在水中 食鹽水中 干燥空氣中 二 金屬資源保護 1 金屬的腐蝕和防護 1 鐵制品銹蝕條件的探究 在水 氧氣同時存在的環(huán)境中鐵能銹蝕在有酸性和鹽條件下會加快生銹速率鐵銹的主要成分是fe2o3 xh2o 想一想 閱讀教材p19頁 回答下列問題 1 試管 中為什么要用煮沸過的蒸餾水 且要加入植物油 2 鋁與氧氣反應(yīng)生成的氧化鋁能起到保護里層鋁的作用 鐵銹是否也能保護里層的鐵呢 3 你能否根據(jù)鐵生銹的條件提出防止鐵制品生銹的原理嗎 是為了防止蒸餾水中溶有氧氣 不能 因為鐵銹是疏松的 二 金屬資源保護 1 金屬的腐蝕和防護 1 鐵制品銹蝕條件的探究 在水 氧氣同時存在的環(huán)境中鐵能銹蝕鐵銹的主要成分是fe2o3 xh2o 2 鐵制品的防護措施 防止鐵生銹的原理 就是破壞鐵生銹的條件 二 金屬資源保護 1 金屬的腐蝕和防護 2 鐵制品的防護措施 改變金屬的內(nèi)部結(jié)構(gòu)制成合金 如不銹鋼形成保護層刷油漆 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 2 隔絕水 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 鍍鉻 刷油漆 涂油 思考 根據(jù)銅綠的化dd學(xué)式cu2 oh 2co3分析銅生銹的條件又是什么 1 在潮濕的空氣中銅與氧氣 水 二氧化碳等作用生成了銅綠 推理依據(jù)是按銅綠的化學(xué)式可知 銅綠含c h o cu四種元素 若無空氣中的o2 h2o co2等對銅發(fā)生作用則銅綠中不可能含o c h等元素 用白醋浸泡可除去銅銹 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 二 金屬資源保護 2 金屬資源保護 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 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 你知道嗎 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 保持鐵制品表面干燥和潔凈在鐵制品表面刷油漆 涂油 鍍鉻 烤藍 等制成合金鋼 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 3 2 c d 我會做 3 隨著人們生活質(zhì)量的提高 各種電池使用量大幅度增加 廢電池進行集中處理的問題被提到議事日程上來 其首要原因是 a回收利用電池外殼的金屬材料b防止電池中汞 鎘 鉛等重金屬對土壤和水源的污染c減輕電池