上課用金屬資源的利用與保護(hù)

1、L/O/G/O金屬資源的利用和保護(hù)金屬資源的利用和保護(hù)金屬活動(dòng)性順序表：金屬活動(dòng)性順序表： K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb (H) Cu Hg Ag Pt Au金屬活動(dòng)性由強(qiáng)逐漸減弱金屬活動(dòng)性由強(qiáng)逐漸減弱 自然界自然界除少數(shù)很不活潑的金屬如除少數(shù)很不活潑的金屬如金、銀金、銀等有等有單質(zhì)形單質(zhì)形式式存在外存在外, ,其余都以其余都以化合物形式化合物形式存在于地殼和海洋中存在于地殼和海洋中一一. .金屬的存在：金屬的存在：自然界以單質(zhì)形式存在的金自然界以單質(zhì)形式存在的金自然界以單質(zhì)形式存在的銀自然界以單質(zhì)形式存在的銀金屬元素在自然界中的存在形式金屬元素在自然界中的存在形式金屬元

2、素在地殼中的含量金屬元素在地殼中的含量礦石礦石: :工業(yè)上工業(yè)上把能用來把能用來提煉金屬提煉金屬的的礦物礦物。赤鐵礦赤鐵礦Fe2O3磁鐵礦（磁鐵礦（Fe3O4）黃鐵礦黃鐵礦: FeS2菱鐵礦菱鐵礦: FeCO3鋁土礦鋁土礦: Al2O3 孔雀石孔雀石 Cu2(OH)2CO3赤銅礦赤銅礦 Cu2O黃銅礦黃銅礦 CuFeS2輝銅礦輝銅礦 Cu2S磁鐵礦磁鐵礦（主要成分主要成分FeFe3 3O O4 4）赤鐵礦赤鐵礦（主要成分主要成分FeFe2 2O O3 3）黃鐵礦（黃鐵礦（主要成分主要成分FeSFeS2 2）菱鐵礦（菱鐵礦（主要成分主要成分FeCOFeCO3 3）想一想想一想：假如你是煉鐵廠的廠

3、長，你認(rèn)為假如你是煉鐵廠的廠長，你認(rèn)為哪種礦石最不適宜作為工業(yè)煉鐵的原料哪種礦石最不適宜作為工業(yè)煉鐵的原料？ 70%70%72.4%72.4%48.3%48.3%46.7%46.7%圖圖8-22上海寶山鋼鐵公司煉鐵高爐上海寶山鋼鐵公司煉鐵高爐圖圖8-19為紀(jì)念為紀(jì)念1996年中國鋼產(chǎn)量突破年中國鋼產(chǎn)量突破1億噸億噸而發(fā)行的郵票而發(fā)行的郵票鐵礦石鐵礦石 鐵鐵礦石礦石如何變成如何變成金屬金屬？二、鐵的冶煉二、鐵的冶煉1、原料、原料： 一氧化碳、鐵礦石一氧化碳、鐵礦石黃鐵礦黃鐵礦 FeS2赤鐵礦赤鐵礦 Fe2O3菱鐵礦菱鐵礦 FeCO3磁鐵礦磁鐵礦 Fe3O42、原理：、原理： 在高溫的條件下，利用

4、一氧化碳與氧化鐵（鐵礦在高溫的條件下，利用一氧化碳與氧化鐵（鐵礦石）反應(yīng)，把鐵從氧化鐵（鐵礦石）中還原出來。石）反應(yīng)，把鐵從氧化鐵（鐵礦石）中還原出來。Fe2O3+3CO 2Fe+3CO2高溫高溫實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)：一氧化碳還原氧化鐵一氧化碳還原氧化鐵Fe2O3現(xiàn)象：現(xiàn)象： 紅色粉末紅色粉末變成黑色，變成黑色，F(xiàn)e2O3 + 3CO 2Fe + 3CO2高溫高溫澄清的石灰水變渾濁。澄清的石灰水變渾濁。CO2 + Ca(OH)2 CaCO3 + H2O用酒精燈點(diǎn)燃尾氣的作用是用酒精燈點(diǎn)燃尾氣的作用是防止防止CO污染空氣污染空氣2CO + O2 2CO2點(diǎn)燃點(diǎn)燃 實(shí)驗(yàn)結(jié)束時(shí)，先熄燈后停CO，是為了防止溫度降

5、低后外面的空氣進(jìn)入玻璃管使鐵重新被氧化；還防止試管中的石灰水倒吸入熱的玻璃管，使之炸裂。1、先通、先通CO還是先點(diǎn)燃酒精燈？為什么？還是先點(diǎn)燃酒精燈？為什么？2、先熄滅酒精燈還是先停止通、先熄滅酒精燈還是先停止通CO？為什么？為什么？先通后點(diǎn)的原因是為了防止加熱一氧化先通后點(diǎn)的原因是為了防止加熱一氧化碳和空氣的混合氣而發(fā)生爆炸。碳和空氣的混合氣而發(fā)生爆炸。（1 1）原料：原料：黃鐵礦黃鐵礦 FeS2赤鐵礦赤鐵礦 Fe2O3菱鐵礦菱鐵礦 FeCO3磁鐵礦磁鐵礦 Fe3O4（2 2）原理：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

6、原出來從鐵礦石中還原出來Fe2O3+3CO 2Fe+3CO2高溫高溫石灰石、石灰石、鐵礦石鐵礦石焦炭、空氣焦炭、空氣（3 3）設(shè)備：高爐設(shè)備：高爐化學(xué)方程式化學(xué)方程式：含鐵量含鐵量(4)(4) 產(chǎn)品產(chǎn)品：生鐵生鐵將鐵礦石中的將鐵礦石中的 SiOSiO2 2轉(zhuǎn)變?yōu)闋t渣轉(zhuǎn)變?yōu)闋t渣點(diǎn)燃點(diǎn)燃 C + O2 = 2CO2高溫高溫 C + CO2 = 2CO（FeFe2 2O O3 3）生鐵生鐵出鐵口出鐵口爐渣爐渣出出渣渣口口 Fe2O3 + 3CO = 2Fe + 3CO2高溫高溫高爐氣體高爐氣體高爐氣體高爐氣體 產(chǎn)生一氧化碳產(chǎn)生一氧化碳 提供熱量提供熱量CO2 + C = =2CO高溫高溫3CO+Fe

7、2O3 =2Fe+3CO2高溫高溫C+O2=CO2高溫高溫CaO+SiO2=CaSiO3高溫高溫CaCO3=CaO+CO2高溫高溫提供熱量提供熱量提供還原劑提供還原劑造渣，除去造渣，除去二氧化硅二氧化硅有關(guān)雜質(zhì)問題的計(jì)算有關(guān)雜質(zhì)問題的計(jì)算輔助練習(xí)輔助練習(xí)1、1000t含雜質(zhì)含雜質(zhì)20%的赤鐵礦石中的赤鐵礦石中 含氧化鐵的質(zhì)量是多少？含氧化鐵的質(zhì)量是多少？氧化鐵的質(zhì)量氧化鐵的質(zhì)量： 1000t （ 1- 20% ）=800t純物質(zhì)的質(zhì)量純物質(zhì)的質(zhì)量= 不純物質(zhì)的質(zhì)量不純物質(zhì)的質(zhì)量物質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)物質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)不純物質(zhì)的質(zhì)量不純物質(zhì)的質(zhì)量= 純物質(zhì)的質(zhì)量純物質(zhì)的質(zhì)量物質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)物質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)例例

8、：1000t含氧化鐵含氧化鐵80%的赤鐵礦石，理論上可的赤鐵礦石，理論上可煉出含鐵煉出含鐵96%的生鐵的質(zhì)量是多少？的生鐵的質(zhì)量是多少？解：氧化鐵的質(zhì)量：解：氧化鐵的質(zhì)量： 1000t 80% =800t設(shè)：理論上可煉出鐵的質(zhì)量為設(shè)：理論上可煉出鐵的質(zhì)量為XFe2O3+3CO = 2Fe+3CO2 160 2X56800 X 800t x=560t256 x高溫高溫=折合為含鐵折合為含鐵96%的生鐵的質(zhì)量的生鐵的質(zhì)量為為560t96%=583t答：答：1000t可煉出生鐵為可煉出生鐵為583t。練習(xí)：練習(xí)：要煉出含雜質(zhì)要煉出含雜質(zhì)3%的生鐵的生鐵2000噸，需要噸，需要含四氧化三鐵質(zhì)量分?jǐn)?shù)為含

9、四氧化三鐵質(zhì)量分?jǐn)?shù)為90%的磁鐵礦石多少？的磁鐵礦石多少？解：鐵的質(zhì)量解：鐵的質(zhì)量： 2000t(1-3%) =1940t設(shè)：可煉出四氧化三鐵的質(zhì)量為設(shè)：可煉出四氧化三鐵的質(zhì)量為XFe3O4+4CO = 3Fe+4CO2 232 168 X 1940t高溫高溫232 x x=2679t168 1940t=折合為磁鐵礦石的質(zhì)量為折合為磁鐵礦石的質(zhì)量為2679t90%=2977t答：磁鐵礦石的質(zhì)量為答：磁鐵礦石的質(zhì)量為2977t。二、金屬資源保護(hù)二、金屬資源保護(hù)資料一：資料一：據(jù)有關(guān)資料報(bào)道，現(xiàn)在世界上每據(jù)有關(guān)資料報(bào)道，現(xiàn)在世界上每年因腐蝕而報(bào)廢的金屬設(shè)備和材料相當(dāng)于年因腐蝕而報(bào)廢的金屬設(shè)備和材料

10、相當(dāng)于年產(chǎn)量的年產(chǎn)量的20% 20% 40%40%。資料二：資料二：礦物的儲(chǔ)量有礦物的儲(chǔ)量有限，而且不能再生?？上?，而且不能再生。可供開采的年限如圖所示。供開采的年限如圖所示。鐵為什么會(huì)生銹？鐵為什么會(huì)生銹？取取3枚潔凈無銹的鐵釘，分別放枚潔凈無銹的鐵釘，分別放入入3支試管中進(jìn)行下面的實(shí)驗(yàn)支試管中進(jìn)行下面的實(shí)驗(yàn)步驟一、在試管步驟一、在試管1中加入中加入少量的蒸餾水少量的蒸餾水，使鐵釘?shù)囊话虢]在水中，使鐵釘?shù)囊话虢]在水中步驟二步驟二、在試管、在試管2中注滿中注滿迅速冷卻的沸水、植物油迅速冷卻的沸水、植物油步驟三步驟三、在試管、在試管3中加入中加入少量干燥劑少量干燥劑（生石灰或無水氯化鈣）（生

11、石灰或無水氯化鈣）再放一團(tuán)干棉球，把鐵釘放在干棉球上，塞緊橡皮塞再放一團(tuán)干棉球，把鐵釘放在干棉球上，塞緊橡皮塞蒸餾水甲蒸餾水植物油乙無水CaCl2丙鐵釘生銹鐵釘不生銹鐵釘不生銹現(xiàn)象和對(duì)比現(xiàn)象和對(duì)比鐵生銹與H2O有關(guān)鐵生銹與鐵生銹與O2和和H2O都有關(guān)都有關(guān)鐵生銹與O2有關(guān)現(xiàn)象和對(duì)比現(xiàn)象和對(duì)比在進(jìn)行乙實(shí)驗(yàn)時(shí)，往往會(huì)發(fā)現(xiàn)鐵釘有少量銹斑，其原因是 ，其改進(jìn)方法為。 水中溶解有少量的水中溶解有少量的O O2 2將蒸餾水煮沸后，迅速冷卻后再使用將蒸餾水煮沸后，迅速冷卻后再使用鐵銹的結(jié)構(gòu)，因此鐵生銹后將鐵銹及時(shí)除去，這是因?yàn)?。疏松疏松?yīng)該應(yīng)該鐵銹吸收空氣中的水和鐵銹吸收空氣中的水和O O2 2使銹蝕速度加

12、快使銹蝕速度加快實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)氧化鐵氧化鐵與鋁壺表面的與鋁壺表面的氧化鋁氧化鋁膜性質(zhì)比較膜性質(zhì)比較疏松多孔疏松多孔完全銹蝕完全銹蝕致密結(jié)實(shí)致密結(jié)實(shí)使鋁使鋁“自我保護(hù)自我保護(hù)”與與空氣（氧氣）空氣（氧氣）接觸接觸與與水水接觸接觸銅銹銅銹銅銹主要成分的化學(xué)式是由此你推測銅生銹應(yīng)該和、 、有關(guān)。Cu2(OH)2CO3H2OO2CO2討論討論三角架：三角架：鋼線鋼線(輻條）：輻條）：鏈條：鏈條：刷漆刷漆鍍一層耐腐蝕的金屬鍍一層耐腐蝕的金屬涂油等涂油等平時(shí)要保持自行車的潔凈與干燥（或涂油）！平時(shí)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？自行車防銹措施有哪些？討論：討論：鋼圈：鋼圈： 加保加保護(hù)護(hù)膜膜鍍（鍍鋅鋅鐵又被稱為）金屬 白鐵皮 加保加保護(hù)護(hù)膜膜和和；（方程式為：（方程式為： ） 烤藍(lán)烤藍(lán) 發(fā)黑發(fā)黑 Fe + H2O Fe3O4 + H2 高溫 3 4 4 加保加保護(hù)護(hù)膜膜涂。油 加保加保護(hù)護(hù)膜膜刷。油漆 最后，金屬資源保護(hù)最后，金屬資源保護(hù)保護(hù)金屬資源的主要途徑：保護(hù)金屬資源的主要途徑：1、防止金屬的腐蝕、防止金屬的腐蝕2、金屬的回收和利用、金屬的回收和利用3