課題3金屬資源的利用和保護(hù)

1、同行學(xué)案配套教學(xué)課件課題3 3 金屬資源的利用和 保護(hù)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 除少數(shù)不活潑的金屬如金、銀等有單質(zhì)形式存在除少數(shù)不活潑的金屬如金、銀等有單質(zhì)形式存在外外, ,其余都以化合物形式存在。其余都以化合物形式存在。赤鐵礦（主要成分是赤鐵礦（主要成分是Fe2O3 ）菱鐵礦（主要成分是菱鐵礦（主要成分是FeCO3 ）硫鐵礦硫鐵礦(主要成分是主要成分是FeS2 )磁鐵礦（主要成分是磁鐵礦（主要成分是Fe3O4）輝銅礦（主要成分是輝銅礦（主要成分是Cu2S） 黃銅礦（主要成分是黃銅礦（主要成分是CuFeS2） 鋁土礦主要成

2、分是鋁土礦主要成分是Al2O3 元素名稱元素名稱質(zhì)量分?jǐn)?shù)質(zhì)量分?jǐn)?shù)%元素名稱元素名稱質(zhì)量分?jǐn)?shù)質(zhì)量分?jǐn)?shù)%鋁鋁7.73鎂鎂2.00鐵鐵4.75鋅鋅0.008鈣鈣3.45銅銅0.007鈉鈉2. 74銀銀0.00001鉀鉀2.47金金0.0000005地殼中含量最多的金屬是地殼中含量最多的金屬是AlAl！金屬元素在地殼中含量：金屬元素在地殼中含量：生熟煉鐵爐一生熟煉鐵爐一生熟煉鐵爐二生熟煉鐵爐二 我國古代煉鐵圖我國古代煉鐵圖一、鐵的冶煉：上海寶山鋼鐵公司煉鐵高爐上海寶山鋼鐵公司煉鐵高爐 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1億噸而發(fā)行的郵億噸而發(fā)行的郵票票現(xiàn)象現(xiàn)象分析分析反應(yīng)式反應(yīng)式尾氣

3、處理尾氣處理紅色的紅色的Fe2O3變成灰黑色，同時(shí)產(chǎn)生的氣體使澄清的石灰水變渾變成灰黑色，同時(shí)產(chǎn)生的氣體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（一）實(shí)驗(yàn)室用一氧化碳還原氧化鐵（一）實(shí)驗(yàn)室用一氧化碳還原氧化鐵用燃著的酒精燈將尾氣點(diǎn)燃用燃著的酒精燈將尾氣點(diǎn)燃用氣球收集尾氣用氣球收集尾氣Fe2O3+3CO= 2Fe+3CO2高溫高溫證明產(chǎn)物中有鐵粉的方法是：證明產(chǎn)物中有鐵粉的方法是： 用磁鐵吸用磁鐵吸(或加稀鹽酸有氣泡或加稀鹽酸有氣泡 )實(shí)驗(yàn)步驟：實(shí)驗(yàn)步驟： 1 1、按下圖組裝儀器，按下圖組裝儀器，并檢查其氣密性。并檢查

4、其氣密性。2、把少量研細(xì)的氧化鐵粉末裝進(jìn)硬質(zhì)玻璃管中。、把少量研細(xì)的氧化鐵粉末裝進(jìn)硬質(zhì)玻璃管中。3、把硬質(zhì)玻璃管接入裝置系統(tǒng)中，、把硬質(zhì)玻璃管接入裝置系統(tǒng)中，先通入一氧化碳?xì)怏w排除空氣，防先通入一氧化碳?xì)怏w排除空氣，防止一氧化碳與空氣混合受熱爆炸。點(diǎn)燃出氣口處的酒精燈止一氧化碳與空氣混合受熱爆炸。點(diǎn)燃出氣口處的酒精燈(或用氣球收集或用氣球收集)，防止一氧化碳污染空氣。待排盡后，點(diǎn)燃酒精噴燈，防止一氧化碳污染空氣。待排盡后，點(diǎn)燃酒精噴燈，并觀察裝置中所發(fā)生并觀察裝置中所發(fā)生的變化。的變化。一氧化碳還原氧化鐵必須一氧化碳還原氧化鐵必須在在封閉封閉的硬質(zhì)玻璃管中進(jìn)的硬質(zhì)玻璃管中進(jìn)行，行，防止一氧化碳

5、污染空防止一氧化碳污染空氣氣。4、當(dāng)紅棕色粉末已轉(zhuǎn)變成黑色后，、當(dāng)紅棕色粉末已轉(zhuǎn)變成黑色后，停止加熱，再通入一會(huì)兒一氧化碳，停止加熱，再通入一會(huì)兒一氧化碳，直至玻璃管冷卻，防止直至玻璃管冷卻，防止Fe被氧化。被氧化。原料：鐵礦石、焦炭、石灰石原料：鐵礦石、焦炭、石灰石Fe2O3+3CO=2Fe+3CO2高溫高溫反應(yīng)的化學(xué)方程式：反應(yīng)的化學(xué)方程式：CO是還原劑；是還原劑；Fe2O3是氧化劑是氧化劑1、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(yīng)生成反應(yīng)生成CO, CO作還原劑，在高溫條件下把鐵礦石中作還原劑，在高溫條件下把鐵礦石中的鐵還原出來。的鐵還原出來。（二）工業(yè)煉鐵：（二）

6、工業(yè)煉鐵：2、設(shè)備：煉鐵高爐、設(shè)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CO2C 2CO 高溫高溫C + O2 CO2 點(diǎn)燃點(diǎn)燃 在實(shí)際生產(chǎn)時(shí)在實(shí)際生產(chǎn)時(shí),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(zhì)有雜質(zhì),在計(jì)算用料和產(chǎn)量時(shí)在計(jì)算用料和產(chǎn)量時(shí),應(yīng)考慮到雜質(zhì)問應(yīng)考慮到雜質(zhì)問題。題。不純物質(zhì)、純物質(zhì)、純度之間的關(guān)系：不純物質(zhì)、純物質(zhì)、純度之間的關(guān)系：列比例時(shí)，一定要用純量。列比例時(shí)，一定要用純量。（三）含雜質(zhì)的物質(zhì)的化學(xué)方程式的計(jì)算：（三）含雜質(zhì)的物質(zhì)的化學(xué)方程式的計(jì)算：m(純純) = m(不純不純 )純度純度m(不純不純) =

7、m(純純) 純度純度例題：用例題：用1000t含氧化鐵含氧化鐵(Fe2O3) 80%的赤鐵礦石，理論上可煉含鐵的赤鐵礦石，理論上可煉含鐵96% 的生鐵多少噸？的生鐵多少噸？解：解：1000t赤鐵礦石中含氧化鐵的質(zhì)量為赤鐵礦石中含氧化鐵的質(zhì)量為1000t 80%800t。160 112800t x160800t=112xx560t答：答： 1000t含氧化鐵含氧化鐵(Fe2O3) 80%的赤鐵礦石，理論上可煉出含鐵的赤鐵礦石，理論上可煉出含鐵96%的生鐵為的生鐵為583t?；蛟O(shè)或設(shè)800t氧化鐵理論上可以煉氧化鐵理論上可以煉含鐵含鐵96%的生鐵的生鐵質(zhì)量為質(zhì)量為x。160 112800t x96

8、%160 :112800t :x96% x583t(雜化純雜化純)設(shè)設(shè)800t氧化鐵理論上可以煉出鐵的質(zhì)量為氧化鐵理論上可以煉出鐵的質(zhì)量為x。Fe2O3+3CO 2Fe + 3CO2高溫高溫Fe2O3+3CO 2Fe + 3CO2高溫高溫折合成含鐵折合成含鐵96%的生鐵的質(zhì)量為的生鐵的質(zhì)量為 560t96%=583t二、金屬資源保護(hù)（一）金屬的腐蝕和防護(hù)（一）金屬的腐蝕和防護(hù)人們采取了許多措施，但每年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全世界因生銹而損失的鋼鐵約 占世界年產(chǎn)量的占世界年產(chǎn)量的四分之一！四分之一！如何防銹？如何防銹？a.在干燥空氣中在干燥空氣中b.浸沒在水中浸沒在

9、水中c.半截浸沒在水中半截浸沒在水中鐵的生銹過程鐵的生銹過程不生銹不生銹(有水無有水無O2) 不生銹不生銹 ( (有有OO2無水無水) )在水與空氣的交界面最易生銹在水與空氣的交界面最易生銹 植物油植物油 a b c請思考：請思考：用橡皮塞塞緊用橡皮塞塞緊管口管口哪種條件下哪種條件下, ,鐵最鐵最易生銹易生銹? ?為什么為什么? ?鐵與空氣中的鐵與空氣中的氧氣、水蒸氣氧氣、水蒸氣發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。鐵銹的成分很復(fù)雜鐵銹的成分很復(fù)雜,主要為主要為Fe2O3 XH2O。要有能夠發(fā)生反應(yīng)的物質(zhì)要有能夠發(fā)生反應(yīng)的物質(zhì)(Fe、H2O、O2)；鐵制品銹蝕的條件鐵制品銹蝕的條件:反應(yīng)物要能相互接觸；

10、反應(yīng)物要能相互接觸；生成物不會(huì)對反應(yīng)起阻礙作用生成物不會(huì)對反應(yīng)起阻礙作用。4Fe+3O2+2XH2O=2Fe2O3 XH2O (緩慢氧化緩慢氧化)(Fe2O3 XH2O很疏松，易吸水，不能阻礙里層的鐵繼續(xù)很疏松，易吸水，不能阻礙里層的鐵繼續(xù)與氧氣、水蒸氣反應(yīng)，如不及時(shí)除去，會(huì)加快鐵制品的生與氧氣、水蒸氣反應(yīng)，如不及時(shí)除去，會(huì)加快鐵制品的生銹，使鐵全部被腐蝕。銹，使鐵全部被腐蝕。而鋁不同，鋁與氧氣反應(yīng)生成致密而鋁不同，鋁與氧氣反應(yīng)生成致密的的Al2O3薄膜，覆蓋在鋁的表面，從而保護(hù)里層的鋁不再薄膜，覆蓋在鋁的表面，從而保護(hù)里層的鋁不再與氧氣反應(yīng)，所以鋁耐腐蝕。與氧氣反應(yīng)，所以鋁耐腐蝕。)鐵生銹的

11、條件鐵生銹的條件防止鐵生銹的方法防止鐵生銹的方法(破壞鐵生銹的條件即可破壞鐵生銹的條件即可)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.在鐵制品表面涂油、刷漆、搪瓷、鍍上在鐵制品表面涂油、刷漆、搪瓷、鍍上 耐腐蝕的耐腐蝕的金屬、烤藍(lán)（金屬、烤藍(lán)（即表面生成致密的氧化膜保護(hù)層即表面生成致密的氧化膜保護(hù)層），使鐵），使鐵制品與空氣隔絕。制品與空氣隔絕。3.制成耐腐蝕的合金，制成耐腐蝕的合金，如不銹鋼，就是在鋼中加入一如不銹鋼，就是在鋼中加入一點(diǎn)鎳和鉻而制成的合金。點(diǎn)鎳和鉻而制成的合金。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

12、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： 據(jù)估計(jì)一些礦物可供開采的年限據(jù)估計(jì)一些礦物可供開采的年限（二）金屬資源保護(hù)（二）金屬資源保護(hù)為什么要保護(hù)金屬資源？為什么要保護(hù)金屬資源？礦物的儲(chǔ)量是有限的，而且不能再生。礦物的儲(chǔ)量是有限的，而且不能再生。（2 2）怎樣保護(hù)金屬資源呢）怎樣保護(hù)金屬資源呢? 防止金屬的腐蝕。防止金屬的腐蝕。金屬的回收與利用。金屬的回收與利用。 有計(jì)劃有計(jì)劃, ,合理地開采礦物合理地開采礦物, ,嚴(yán)禁不顧嚴(yán)禁不顧國家利益的亂采礦。國家利益的亂采礦。尋找金屬代用品。如以塑代鋼。尋找金屬代用品。如以塑代鋼。 金屬的回收利用金屬的回收利用回收一個(gè)鋁質(zhì)飲料罐比制造一個(gè)新飲料罐要便宜回收一個(gè)鋁質(zhì)飲料罐