初三下金屬的保護與利用

1、課題課題3 金屬資源的利用和保護金屬資源的利用和保護一、金屬的存在形式一、金屬的存在形式單質單質( ( 少數(shù)，如金和銀少數(shù)，如金和銀) )化合物化合物( ( 大多數(shù)，如各種鐵礦石大多數(shù)，如各種鐵礦石) ) 除少數(shù)不活潑的金屬如金、銀等有單質形式除少數(shù)不活潑的金屬如金、銀等有單質形式存在外存在外, ,其余都以化合物形式存在。其余都以化合物形式存在。 自然界以單質形式存在的金自然界以單質形式存在的金自然界以單質形式存在的銀自然界以單質形式存在的銀鋁土礦（主要成分鋁土礦（主要成分Al2O3）黃銅礦（主要成分黃銅礦（主要成分CuFeS2）輝銅礦（主要成分輝銅礦（主要成分Cu2S）礦石：礦石： 含有金屬

2、化合物的巖石。含有金屬化合物的巖石。赤鐵礦赤鐵礦（主要成分主要成分FeFe2 2O O3 3）磁鐵礦磁鐵礦（主要成分主要成分FeFe3 3O O4 4）菱鐵礦（主要成分菱鐵礦（主要成分FeCO3）黃鐵礦（主要成分黃鐵礦（主要成分FeS2） 我國是世界上已知礦物種類比較齊全的少數(shù)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，其中國家這一，礦物儲量也很豐富，其中鎢、鉬、鎢、鉬、鈦、錫、銻鈦、錫、銻等儲量居世界前列等儲量居世界前列，銅、鋁、錳銅、鋁、錳等等儲量在世界觀上也占有重要志地位。儲量在世界觀上也占有重要志地位。 大自然向人類提供了豐富的大自然向人類提供了豐富的金屬礦物資源

3、金屬礦物資源，人類每年要提煉數(shù)以人類每年要提煉數(shù)以億噸計的金屬億噸計的金屬用于工農(nóng)業(yè)用于工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和其它領域。其中，提取量最大的是生產(chǎn)和其它領域。其中，提取量最大的是鐵鐵。二二.鐵的冶煉鐵的冶煉為紀念為紀念1996年中國鋼產(chǎn)量突破年中國鋼產(chǎn)量突破1億噸而發(fā)行的郵票億噸而發(fā)行的郵票上海寶山鋼鐵公司煉鐵高爐上海寶山鋼鐵公司煉鐵高爐我國古代煉鐵圖我國古代煉鐵圖 假如你是煉鐵廠的廠長，你認為哪種礦石最不假如你是煉鐵廠的廠長，你認為哪種礦石最不適宜作為工業(yè)煉鐵的原料？適宜作為工業(yè)煉鐵的原料？赤鐵礦（主要成分赤鐵礦（主要成分FeFe2 2O O3 3） 磁鐵礦（主要成分磁鐵礦（主要成分FeFe3 3O O

4、4 4）菱鐵礦（主要成分菱鐵礦（主要成分FeCO3） 除了焦炭和一氧化碳可以還原出鐵來除了焦炭和一氧化碳可以還原出鐵來 ，氫氣也可，氫氣也可以。你準備選用哪種物質來煉鐵？以。你準備選用哪種物質來煉鐵？黃鐵礦（主要成分黃鐵礦（主要成分FeS2）1 1. .工業(yè)煉鐵：工業(yè)煉鐵：原料：鐵礦石、焦炭、石灰石原料：鐵礦石、焦炭、石灰石原理：原理： 焦炭在高溫條件下跟焦炭在高溫條件下跟O2反應生成反應生成CO, CO作還作還原劑，在高溫條件下把鐵礦石中原劑，在高溫條件下把鐵礦石中的鐵還原出來。的鐵還原出來。反應的化學方程式：反應的化學方程式：Fe2O3+3CO=2Fe+3CO2高溫高溫Fe2O3設備：煉鐵

5、高爐設備：煉鐵高爐鐵礦石、焦炭、石灰石鐵礦石、焦炭、石灰石 Fe2O3+3CO=2Fe+3CO2高溫高溫CO2+ C 2CO 高溫高溫C + O2 CO2 高溫高溫2 2. .實驗室用一氧化碳還原氧化鐵實驗室用一氧化碳還原氧化鐵【實驗實驗8-3】現(xiàn)象現(xiàn)象分析分析反應式反應式尾氣處理尾氣處理紅色紅色粉末逐漸變黑，同時產(chǎn)生粉末逐漸變黑，同時產(chǎn)生的氣體的氣體使澄清的石灰水變渾使澄清的石灰水變渾濁濁一氧化碳還原氧化鐵生成鐵粉一氧化碳還原氧化鐵生成鐵粉( (灰黑色灰黑色) )與二氧化碳與二氧化碳 Fe2O3+3CO=2Fe+3CO2高溫高溫用燃著的酒精燈將尾氣點燃或用燃著的酒精燈將尾氣點燃或用氣球收集尾

6、氣用氣球收集尾氣實驗注意事項： 實驗順序：通氣-加熱-停止加熱-繼續(xù)通氣（一氧化碳“早出晚歸 ”酒精燈“遲到早退”） 先通入CO的目的： 先撤酒精噴燈的原因： 尾氣處理的目的：把裝置中的空氣排盡，以防發(fā)生爆炸把裝置中的空氣排盡，以防發(fā)生爆炸防止還原出來的鐵在高溫情況下又防止還原出來的鐵在高溫情況下又被氧化被氧化以防污染空氣以防污染空氣下圖是課堂中模擬煉鐵的實驗裝置。下圖是課堂中模擬煉鐵的實驗裝置。 （1）寫出圖中標有序號的儀器名稱）寫出圖中標有序號的儀器名稱 ， 。 (2)實驗過程中，先要進行的是實驗過程中，先要進行的是_ 。（填。（填或或）加熱加熱 通一氧化碳通一氧化碳 (3)A中反應的化學

7、方程式是中反應的化學方程式是 。 B中反應的化學方程式是中反應的化學方程式是 ， B中觀察到的現(xiàn)象是中觀察到的現(xiàn)象是_ 。 (4)該裝置的不足之處是該裝置的不足之處是 。 Fe2O3+3CO= 2Fe+3CO2高溫高溫ABCa(OH)2+CO2=CaCO3+H2O鐵架臺鐵架臺試管試管澄清的石灰水變渾濁澄清的石灰水變渾濁沒有尾氣處理裝置沒有尾氣處理裝置12三三.含雜質的物質的化學方程式的計算：含雜質的物質的化學方程式的計算： 在在實際生產(chǎn)時實際生產(chǎn)時, ,所用的原料或產(chǎn)物一般都含所用的原料或產(chǎn)物一般都含有雜質有雜質, ,在計算用料時和產(chǎn)量時在計算用料時和產(chǎn)量時, ,應考慮到雜質應考慮到雜質問題。

8、問題。列比例時，一定要用純量。列比例時，一定要用純量。不純物質、純物質、純度之間的關系：不純物質、純物質、純度之間的關系：m(純純) = m(不純不純 )純度純度%m(不純不純) = m(純純) 純度純度%練習：練習：1.【06自貢自貢】某煉鋼廠日產(chǎn)含雜質某煉鋼廠日產(chǎn)含雜質5%的生鐵的生鐵3000t，試計算：，試計算：該該3000 t生鐵中含純鐵多少噸？生鐵中含純鐵多少噸？該煉鋼廠每天需含該煉鋼廠每天需含F(xiàn)e2O3質量分數(shù)為質量分數(shù)為85%的赤鐵礦石多的赤鐵礦石多少噸？（計算結果保留整數(shù)）少噸？（計算結果保留整數(shù)）解：生鐵中含純鐵：解：生鐵中含純鐵：3000t(15%)=2850t.設需含設需

9、含F(xiàn)e2O3質量分數(shù)為質量分數(shù)為85%的赤鐵礦石的質量為的赤鐵礦石的質量為x。Fe2O3 + 3CO= 2Fe + 3CO2160 112 X 85% 2850t 高溫高溫160X 85%=1122850tX4790t答答：該該3000 t生鐵中含純鐵生鐵中含純鐵2850t。該煉鋼廠每天需含該煉鋼廠每天需含F(xiàn)e2O3質量分數(shù)為質量分數(shù)為85%的赤鐵礦石為的赤鐵礦石為4790t。金屬銹蝕給人類帶來了巨大的損失。金屬銹蝕給人類帶來了巨大的損失。 為了減少損失，需要探究為了減少損失，需要探究金屬銹蝕的原因金屬銹蝕的原因、防護的方防護的方法。法。四四. .金屬的腐蝕和防護金屬的腐蝕和防護鐵的生銹條件鐵

10、的生銹條件步驟一、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中注滿迅速中注滿迅速冷卻的沸水冷卻的沸水，再加入少量的植物油。，再加入少量的植物油。步驟三步驟三、在試管、在試管3中加入少量中加入少量干燥劑干燥劑（無水氯化鈣）（無水氯化鈣）再放一團干棉球，把鐵釘放在干棉球上，塞緊橡皮塞再放一團干棉球，把鐵釘放在干棉球上，塞緊橡皮塞取取3枚潔凈無銹的鐵釘，分別放入枚潔凈無銹的鐵釘，分別放入3支試管中進行下面的實驗支試管中進行下面的實驗 1 2 3 驅趕溶解在水中的氧氣驅趕溶解在水中的氧氣植物油植物油防止空氣中的

11、氧氣溶于水中吸收空氣中吸收空氣中的水分的水分請思考：請思考： 哪種條件下哪種條件下, ,鐵鐵 最最易生銹易生銹? ?為什么為什么? ?鐵的生銹條件鐵的生銹條件 編號編號 現(xiàn)象現(xiàn)象 分析分析 結論結論 1鐵釘生銹，且鐵釘與水面接觸處銹蝕最嚴重鐵既與氧氣接觸又與水接觸鐵生銹的鐵生銹的條件是條件是鐵鐵與氧氣和與氧氣和水同時接水同時接觸觸 2鐵釘未生銹鐵只與水接觸 3鐵釘未生銹鐵只與氧氣接觸 1 2 3在空氣中銹蝕，實際上是在空氣中銹蝕，實際上是鐵鐵跟跟氧氣氧氣、水水等物質相互作用，發(fā)生一系列復雜的等物質相互作用，發(fā)生一系列復雜的化化學變化學變化，使鐵轉化為，使鐵轉化為鐵的化合物鐵的化合物的過程的過程

12、 鐵銹成分復雜，主要是Fe2O3xH2O 它是一種疏松多孔的物質 鐵銹鐵銹這種多孔性的物質，能讓水分和空氣穿過它這種多孔性的物質，能讓水分和空氣穿過它的空隙，不斷向里層滲透，繼續(xù)跟鐵反應，直至鐵被的空隙，不斷向里層滲透，繼續(xù)跟鐵反應，直至鐵被完全銹蝕。完全銹蝕。 怎么防止鐵生銹呢？怎么防止鐵生銹呢？1.保持鐵制品表面的潔凈和干燥。保持鐵制品表面的潔凈和干燥。 2.在鐵制品表面覆蓋保護膜。如涂油、刷漆、在鐵制品表面覆蓋保護膜。如涂油、刷漆、鍍鉻、烤藍（鍍鉻、烤藍（即表面生成致密的氧化膜保護層即表面生成致密的氧化膜保護層）等，使鐵制品與空氣隔絕。等，使鐵制品與空氣隔絕。3、制成合金。如將鐵制品制成

13、不銹鋼等。、制成合金。如將鐵制品制成不銹鋼等。防銹原理：破壞鐵制品生銹的條件，即隔絕防銹原理：破壞鐵制品生銹的條件，即隔絕空氣或隔絕水空氣或隔絕水五五. .金屬資源保護金屬資源保護為什么要保護金屬資源？為什么要保護金屬資源？礦物的儲量是有限的，而且不能再生。礦物的儲量是有限的，而且不能再生。據(jù)估計一些礦物可供開采的年限據(jù)估計一些礦物可供開采的年限2.2.金屬資源保護金屬資源保護一一. .防止金屬的腐蝕防止金屬的腐蝕 二二. .回收利用廢舊金屬回收利用廢舊金屬三三.合理有效開采礦物合理有效開采礦物 四四.尋找金屬的代用品尋找金屬的代用品（2 2）怎樣保護金屬資源呢）怎樣保護金屬資源呢? ? 1.

14、在下列情況下，埋在地下的鑄鐵管道腐蝕最快在下列情況下，埋在地下的鑄鐵管道腐蝕最快的是的是 （）（） A.在潮濕、致密的土壤中在潮濕、致密的土壤中 B.在干燥、致密的土壤中在干燥、致密的土壤中 C.在潮濕、疏松的土壤中在潮濕、疏松的土壤中 D.在干燥、疏松的土壤中在干燥、疏松的土壤中反饋練習：反饋練習： 2.某運輸用鐵船，在水中行駛，最易生銹的部位是某運輸用鐵船，在水中行駛，最易生銹的部位是( )A.水面上的船頭部分水面上的船頭部分 B.水面附近的船體部分水面附近的船體部分 C.水面下的船底部分水面下的船底部分 D.各部分都一樣速度生銹各部分都一樣速度生銹CB4、下列物質能否發(fā)生反應？、下列物質

15、能否發(fā)生反應？（1）汞與稀鹽酸）汞與稀鹽酸 （2）鋁與硫酸銅溶液）鋁與硫酸銅溶液（3）銀與硫酸鋅溶液）銀與硫酸鋅溶液 （4）鋅與硝酸銀溶液）鋅與硝酸銀溶液（5）鉛與稀硫酸）鉛與稀硫酸5、回答下列問題：、回答下列問題： （1）為什么沙漠地區(qū)的鐵制品銹蝕較慢？）為什么沙漠地區(qū)的鐵制品銹蝕較慢？ （2）切過實物的刀不經(jīng)洗凈抹干，為什么很快就生銹？）切過實物的刀不經(jīng)洗凈抹干，為什么很快就生銹？ （3）被雨水淋濕的自行車，為什么須先用干布擦凈后才）被雨水淋濕的自行車，為什么須先用干布擦凈后才 能用帶有油的布擦？能用帶有油的布擦？ (1)因為沙漠地區(qū)氣候干燥空氣中的水分含量少因為沙漠地區(qū)氣候干燥空氣中的水

16、分含量少 （2）因為鐵在潮濕的環(huán)境下易生銹）因為鐵在潮濕的環(huán)境下易生銹 （3）因為如果先用帶油的布擦，在自行車的表面形成一）因為如果先用帶油的布擦，在自行車的表面形成一 層油膜，使自行車上的水不容易揮發(fā)，更容易使層油膜，使自行車上的水不容易揮發(fā)，更容易使 自行車生銹自行車生銹（2） （4） （5） 例：某赤鐵礦含F(xiàn)e2O3 80%，用3000 t這種礦石，可煉出含雜質4%的生鐵多少噸？分析：計算時應注意把反應物和生成物都換算成純物質的量，再代入化學方程式計算解：設3000 t這種礦石，可煉出生鐵質量為x，根據(jù)題設：純Fe2O3質量3000 t80%2400 t純Fe質量x（14%）x96%代入

17、化學方程式中：Fe2O33CO2Fe3CO21601122400 tx96%x1750 t答：可煉出含雜質4%的生鐵1750 t本單元小結：本單元小結：一、金屬和金屬材料一、金屬和金屬材料金屬與非金屬物理性質的比較：金屬與非金屬物理性質的比較：物理性質物理性質金屬金屬非金屬非金屬狀態(tài)狀態(tài) 在常溫下，除汞在常溫下，除汞(Hg)是液體外，其余都是固是液體外，其余都是固體體 在常溫下，有固、在常溫下，有固、液、氣三態(tài)液、氣三態(tài)密度密度 一般較大一般較大 一般較小一般較小光澤光澤 有有 一般無一般無導電性導電性導熱性導熱性能導電、導熱能導電、導熱 一般不導電、不導一般不導電、不導熱熱延展性延展性有有沒

18、有沒有2.金屬材料包括金屬材料包括純金屬和合金純金屬和合金。把兩種或兩種以上的金屬熔合在。把兩種或兩種以上的金屬熔合在一起，或者把金屬和非金屬熔合在一起，就可以得到具有金屬特性一起，或者把金屬和非金屬熔合在一起，就可以得到具有金屬特性的合金的合金 。由于合金的很多性能一般比組成它們的純金屬更好，因此，。由于合金的很多性能一般比組成它們的純金屬更好，因此，在實際中大量使用的金屬材料是合金。在實際中大量使用的金屬材料是合金。二、金屬的化學性質二、金屬的化學性質1.很多金屬都能與氧氣、鹽酸和稀硫酸等起反應，很多金屬都能與氧氣、鹽酸和稀硫酸等起反應，(但反應但反應的難易和劇烈程度不同。的難易和劇烈程度

19、不同。)以以Fe、Al、Cu為例，寫出它與氧氣、為例，寫出它與氧氣、稀硫酸反應的化學方程式。稀硫酸反應的化學方程式。，。3Fe + 2O2 Fe3O4點燃點燃4Al + 3O2 2Al2O3點燃點燃2Cu + O2 2CuO Fe + H2SO4 FeSO4 + H22Al +3H2SO4 Al2 (SO4) 3 +3H2Cu + H2SO4不反應不反應2.由一種單質由一種單質 和一種和一種 化合物反應，生成另一種單質化合物反應，生成另一種單質 和另一種和另一種 化合物的反應叫做置換反應。例如化合物的反應叫做置換反應。例如，。Zn + H2SO4 ZnSO4 + H2F e + C u S O4 FeSO4 + Cu如果用如果用A+B C來表示化合反應的話，請用相似來表示化合反應的話，請用相似的方法來表示分解反應和置換反應。的方法來表示分解反應和置換反應。分解反應：分解反應：ABA + B 置換反應：置換反應：A +BC B + AC3.常見金屬活動性順序如下：常見金屬活動性順序如下： K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb (H) Cu