課題金屬資源的利用和保護(hù)

1、課題金屬資源的利用和保護(hù)課件第1頁(yè)，共45頁(yè)，2022年，5月20日，16點(diǎn)53分，星期三世界跨徑最大的斜拉橋蘇通大橋 蘇通大橋總長(zhǎng)8206米，斜拉橋主孔跨度1088米，列世界第一；主塔高度306米,列世界第一；斜拉索的長(zhǎng)度580米,列世界第一。 第2頁(yè)，共45頁(yè)，2022年，5月20日，16點(diǎn)53分，星期三人類(lèi)生活離不開(kāi)金屬第3頁(yè)，共45頁(yè)，2022年，5月20日，16點(diǎn)53分，星期三金屬有廣泛的用途，對(duì)于人類(lèi)社會(huì)起著不可替代的作用!軍事與科技也需要大量的金屬第4頁(yè)，共45頁(yè)，2022年，5月20日，16點(diǎn)53分，星期三一.金屬元素在自然界中的存在 金屬元素在自然界中分布很廣，極少數(shù)不活潑的

2、金屬（如鉑、金、銀等）有單質(zhì)形式存在；第5頁(yè)，共45頁(yè)，2022年，5月20日，16點(diǎn)53分，星期三圖52 地殼中金屬的百分含量 鋁 7.73% 鐵 4.75% 鈣 3.45% 鈉2.74% 鉀2.47% 鎂2.00% 含有礦物的巖石稱(chēng)為礦石鐵礦石等都是常見(jiàn)的礦石 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。第6頁(yè)，共45頁(yè)，2022年，5月20日，16點(diǎn)53分，星期三常見(jiàn)幾種金屬礦物的成分磁鐵礦褐鐵礦赤鐵礦Fe3O4Fe2O3XH2OFe2O3第7頁(yè)，共45頁(yè)，2022年，5月20日，16點(diǎn)53分，星期三 孔雀石Cu2(OH)2CO3赤銅礦 Cu2O第8頁(yè)，共45頁(yè)，

3、2022年，5月20日，16點(diǎn)53分，星期三赤鐵礦黃鐵礦菱鐵礦鋁士礦黃銅礦輝銅礦第9頁(yè)，共45頁(yè)，2022年，5月20日，16點(diǎn)53分，星期三 我國(guó)是世界上已知礦物種類(lèi)比較齊全的少數(shù)國(guó)家這一，礦物儲(chǔ)量也很豐富，其中鎢、鉬、鈦、錫、銻等儲(chǔ)量居世界前列，銅、鋁、錳等儲(chǔ)量在世界觀上也占有重要志地位。 大自然向人類(lèi)提供了豐富的金屬礦物資源，人類(lèi)每年要提煉數(shù)以億噸計(jì)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。第10頁(yè)，共45頁(yè)，2022年，5月20日，16點(diǎn)53分，星期三礦產(chǎn)與數(shù)字中國(guó)已探明儲(chǔ)量的金屬礦產(chǎn)有54種。 鐵礦：全國(guó)已探明的鐵礦區(qū)有1834處。 錳礦：全國(guó)已探明的錳礦區(qū)共有213處

4、 鉻鐵礦：有56處產(chǎn)地。 銅礦：已探明礦區(qū)910處。 鋁土礦：有310處產(chǎn)地。 鉛鋅礦：有產(chǎn)地700多處。 鎳礦：有產(chǎn)地近百處。 鉬礦：有產(chǎn)地222處。 鎢礦：探明產(chǎn)地252處。 錫礦：探明產(chǎn)地293處。汞、銻礦：探明汞產(chǎn)地103處、銻產(chǎn)地111處。 金礦：探明礦區(qū)1265處。 銀礦，探明產(chǎn)地569處 。第11頁(yè)，共45頁(yè)，2022年，5月20日，16點(diǎn)53分，星期三二.鐵的冶煉第12頁(yè)，共45頁(yè)，2022年，5月20日，16點(diǎn)53分，星期三將化合物中的金屬元素提取出來(lái)的過(guò)程稱(chēng)之為金屬的冶煉，在我國(guó)冶煉量最大的就是鐵。思考：根據(jù)你所學(xué)的化學(xué)知識(shí)，可通過(guò)哪些途徑得到金屬材料 鐵？ 第13頁(yè)，共4

5、5頁(yè)，2022年，5月20日，16點(diǎn)53分，星期三現(xiàn)象分析反應(yīng)式尾氣處理紅色的Fe2O3變成灰黑色，同時(shí)產(chǎn)生的氣體使澄清的石灰水變渾濁一氧化碳還原氧化鐵生成鐵粉(灰黑色)與二氧化碳1.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)燃或用氣球收集尾氣Fe2O3+3CO=2Fe+3CO2高溫證明產(chǎn)物中有鐵粉的方法是： 用磁鐵吸(或加稀鹽酸有氣泡 )第14頁(yè)，共45頁(yè)，2022年，5月20日，16點(diǎn)53分，星期三實(shí)驗(yàn)步驟： .按下圖組裝儀器，并檢查其氣密性。把少量研細(xì)的氧化鐵粉末裝進(jìn)硬質(zhì)玻璃管中。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，防止一氧化碳與空氣混合受熱爆炸。點(diǎn)燃出氣口處的

6、酒精燈(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，并觀察裝置中所發(fā)生的變化。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，直至玻璃管冷卻，防止Fe被氧化。一氧化碳還原氧化鐵必須在封閉的硬質(zhì)玻管中進(jìn)行，防止一氧化碳污染空氣。第15頁(yè)，共45頁(yè)，2022年，5月20日，16點(diǎn)53分，星期三原料：鐵礦石、焦炭、石灰石Fe2O3+3CO=2Fe+3CO2高溫2.工業(yè)煉鐵：反應(yīng)的化學(xué)方程式：CO是還原劑；Fe2O3是氧化劑原理： 焦炭在高溫條件下跟O2反應(yīng)生成CO, CO作還原劑，在高溫條件下把鐵礦石中的鐵還原出來(lái)。第16頁(yè)，共45頁(yè)，2022年，5月20日，16點(diǎn)53

7、分，星期三磁鐵礦（主要成分Fe3O4）赤鐵礦（主要成分Fe2O3）黃鐵礦（主要成分FeS2）菱鐵礦（主要成分FeCO3）想一想： 你認(rèn)為哪種礦石最不適宜作為 工業(yè)煉鐵的原料？ 除了焦炭和一氧化碳可以還原出鐵來(lái) ，氫氣也可以。你準(zhǔn)備選用哪種物質(zhì)來(lái)煉鐵？70%72.4%48.3%46.7%第17頁(yè)，共45頁(yè)，2022年，5月20日，16點(diǎn)53分，星期三將鐵礦石中的 SiO2轉(zhuǎn)變?yōu)闋t渣點(diǎn)燃 C + O2 = 2CO2高溫 C + CO2 = 2CO（Fe2O3）生鐵出鐵口爐渣出渣口 Fe2O3 + 3CO = 2Fe + 3CO2高溫高爐氣體高爐氣體 產(chǎn)生一氧化碳 提供熱量原料第18頁(yè)，共45頁(yè)，2

8、022年，5月20日，16點(diǎn)53分，星期三1、原料：黃鐵礦 FeS2赤鐵礦 Fe2O3菱鐵礦 FeCO3磁鐵礦 Fe3O42、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(lái)Fe2O3+3CO 2Fe+3CO2高溫石灰石、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%含鐵量小結(jié)：4、產(chǎn)品：生鐵第19頁(yè)，共45頁(yè)，2022年，5月20日，16點(diǎn)53分，星期三補(bǔ)充：煉鋼視頻：工業(yè)上生鐵煉鋼第20頁(yè)，共45頁(yè)，2022年，5月20日，16點(diǎn)53分，星期三高溫解：設(shè)每天可以煉出的生鐵質(zhì)量為X Fe2O3 + 3CO = 2Fe + 3CO2

9、160 112 1000t X 160 1000t 112 X X =700t答：該廠理論上每天可以煉出含鐵96%的生鐵700噸。=例:某鋼鐵廠每天需要消耗1000t含氧化鐵80%的赤鐵礦石，該廠理論上每天可以煉出含鐵96%的生鐵多少噸？第21頁(yè)，共45頁(yè)，2022年，5月20日，16點(diǎn)53分，星期三有關(guān)雜質(zhì)問(wèn)題的計(jì)算輔助練習(xí)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)量物質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)第22頁(yè)，共45頁(yè)，2022年，5月20日，16點(diǎn)53分，星期三輔助練習(xí)2、計(jì)算560t鐵存在于多少噸鐵的質(zhì)

10、量分?jǐn)?shù)為96%的生鐵中？生鐵的質(zhì)量： 560t96%=583.3t不純物質(zhì)的質(zhì)量= 純物質(zhì)的質(zhì)量物質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)第23頁(yè)，共45頁(yè)，2022年，5月20日，16點(diǎn)53分，星期三高溫解：設(shè)每天可以煉出的生鐵質(zhì)量為X Fe2O3 + 3CO = 2Fe + 3CO2 160 112 1000t X 160 1000t 112 X X =700t答：該廠理論上每天可以煉出含鐵96%的生鐵700噸。=80%96%800t96%x583.3t583.3t第24頁(yè)，共45頁(yè)，2022年，5月20日，16點(diǎn)53分，星期三解法2：注意：帶入化學(xué)方程式計(jì)算的數(shù)據(jù)應(yīng)是純凈物質(zhì)量赤鐵礦石氧化鐵鐵生鐵1000t80%

11、70%96%=583.3t生鐵的質(zhì)量：第25頁(yè)，共45頁(yè)，2022年，5月20日，16點(diǎn)53分，星期三反饋練習(xí)：要煉出含雜質(zhì)2%的生鐵3200噸，需要含氧化鐵質(zhì)量分?jǐn)?shù)為80%的赤鐵礦石多少噸？生鐵鐵氧化鐵赤鐵礦石3200t（1-2%）70%80%=4571.5t赤鐵礦石:解：設(shè)每天需赤鐵礦石的質(zhì)量為X Fe2O3 + 3CO = 2Fe + 3CO2 160 112 80%X 3200t（1-2%） 160 80%X 112 3200t98% X =4571.5t答：該廠理論上每天需赤鐵礦石4571.5噸。=高溫第26頁(yè)，共45頁(yè)，2022年，5月20日，16點(diǎn)53分，星期三 據(jù)有關(guān)資料報(bào)導(dǎo)，

12、現(xiàn)在全世界每年被腐蝕而報(bào)廢的金屬設(shè)備和材料相當(dāng)于年產(chǎn)量的20%40%鋼鐵的最大的弱點(diǎn)就是容易生繡三.金屬資源保護(hù)1.金屬的腐蝕和防護(hù)第27頁(yè)，共45頁(yè)，2022年，5月20日，16點(diǎn)53分，星期三鐵軌的銹蝕鐵釘?shù)纳P各種鐵制品的銹蝕 為了減少損失，需要探究金屬銹蝕的原因、防護(hù)的方法和廢金屬的回收利用金屬銹蝕給人類(lèi)帶來(lái)了巨大的損失。第28頁(yè)，共45頁(yè)，2022年，5月20日，16點(diǎn)53分，星期三取3枚潔凈無(wú)銹的鐵釘，分別放入3支試管中進(jìn)行下面的實(shí)驗(yàn)步驟一、在試管1中加入少量的蒸餾水，使鐵釘?shù)囊话虢](méi)在水中步驟二、在試管2中注滿迅速冷卻的沸水塞緊橡皮塞步驟三、在試管3中加入少量干燥劑（生石灰或無(wú)水

13、氯化鈣）再放一團(tuán)干棉球，把鐵釘放在干棉球上，塞緊橡皮塞第29頁(yè)，共45頁(yè)，2022年，5月20日，16點(diǎn)53分，星期三 一周后鐵釘浸沒(méi)一半在水中： 鐵在空氣、水的界面處生銹鐵釘完全浸沒(méi)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一半在水中干燥空氣中第30頁(yè)，共45頁(yè)，2022年，5月20日，16點(diǎn)53分，星期三鐵生銹條件的探究現(xiàn)象分析結(jié)論試管試管試管生銹不生銹不生銹鐵既與水接觸，又與氧氣接觸鐵只與水接觸鐵只與氧氣接觸在水、氧氣同時(shí)存在的環(huán)境中鐵能生銹。（緩慢氧化，放熱）第31頁(yè)，共45頁(yè)，2022年，5月20日，16點(diǎn)53分，星期三鐵在空氣中銹蝕

14、，實(shí)際上是鐵跟氧氣、水等物質(zhì)相互作用，發(fā)生一系列復(fù)雜的化學(xué)變化，使鐵轉(zhuǎn)化為鐵的化合物的過(guò)程鐵銹成分復(fù)雜，主要是Fe2O3XH2O它是一種疏松多孔的物質(zhì)鐵銹 鐵銹這種多孔性的物質(zhì)，能讓水分和空氣穿過(guò)它的空隙，不斷向里層滲透，繼續(xù)跟鐵反應(yīng)，直至鐵被完全銹蝕。 第32頁(yè)，共45頁(yè)，2022年，5月20日，16點(diǎn)53分，星期三鐵與空氣中的氧氣、水蒸氣發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。鐵銹的成份很復(fù)雜,主要為氧化鐵Fe2O3 XH2O。(Fe2O3 XH2O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)加快鐵制品的生銹，使鐵全部被腐蝕。而鋁不同，鋁與氧氣反應(yīng)生成致密的Al2O3薄膜，覆蓋在鋁的表面

15、，從而保護(hù)里層的鋁不再與氧氣反應(yīng)，所以鋁耐腐蝕。)鐵生銹的條件：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:反應(yīng)物要能相互接觸；生成物不會(huì)對(duì)反應(yīng)起阻礙作用。4Fe+3O2+2XH2O=2Fe2O3 XH2O (緩慢氧化)第33頁(yè)，共45頁(yè)，2022年，5月20日，16點(diǎn)53分，星期三在切過(guò)咸菜的鐵質(zhì)菜刀同一面上選相近的三處進(jìn)行下列實(shí)驗(yàn)一處：用濕棉球濕潤(rùn)；一處：用干布檫干一處：用干布檫干后，涂上一層食油；放置一晝夜，觀察菜刀三處表面發(fā)生的變化鐵鐵銹與空氣（氧氣）接觸與水接觸第34頁(yè)，共45頁(yè)，2022年，5月20日，16點(diǎn)53分，星期三怎么防止鋼鐵生銹呢？在車(chē)船的表面噴油漆在

16、機(jī)械表面涂防銹油在面盆、杯子、等表面燒涂搪瓷此外，還可以在鋼鐵表面鍍上一層能起保護(hù)作用的其他金屬。（為什么？）如：在鋼鐵表面鍍錫、鍍鋅、和鍍鉻鍍銅？第35頁(yè)，共45頁(yè)，2022年，5月20日，16點(diǎn)53分，星期三三角架：鋼線(輻條）：鏈條：刷漆鍍一層耐腐蝕的金屬涂油等平時(shí)要保持自行車(chē)的潔凈與干燥（或涂油）！自行車(chē)防銹措施有哪些？討論：鋼圈：第36頁(yè)，共45頁(yè)，2022年，5月20日，16點(diǎn)53分，星期三小結(jié)：金屬防腐蝕的方法：改變金屬的本質(zhì)制成合金鋼，如不銹鋼形成保護(hù)層刷油漆、涂油、燒制搪瓷、電鍍上一層耐腐蝕的金屬、通過(guò)化學(xué)方法使表面形成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第3

17、7頁(yè)，共45頁(yè)，2022年，5月20日，16點(diǎn)53分，星期三圖8-25 據(jù)估計(jì)一些礦物可供開(kāi)采的年限2.金屬資源保護(hù)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。第38頁(yè)，共45頁(yè)，2022年，5月20日，16點(diǎn)53分，星期三討論對(duì)于金屬資源除了采取防止金屬腐蝕的措施外，還可以通過(guò)什么途徑來(lái)使金屬資源得到保護(hù)呢？ 廢品收購(gòu)站為什么要收購(gòu)廢鐵、廢銅、和易拉罐等金屬？第39頁(yè)，共45頁(yè)，2022年，5月20日，16點(diǎn)53分，星期三圖8-26 金屬的回收利用回收一個(gè)鋁制的易拉罐比制造一個(gè)新的鋁制的易拉罐要便宜20%，而且還可以節(jié)約金屬資源和95%能源。目前世界上有50%以上的鐵和90%以上

18、的金得到回收利用。第40頁(yè)，共45頁(yè)，2022年，5月20日，16點(diǎn)53分，星期三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(jìn)行，回收廢棄金屬并再利用可節(jié)約能源 降低金屬制品的生產(chǎn)成本，可方便人們得到物美價(jià)廉的金屬制品 可減少金屬對(duì)環(huán)境的污染第41頁(yè)，共45頁(yè)，2022年，5月20日，16點(diǎn)53分，星期三2、怎樣保護(hù)金屬資源呢? 防止金屬的腐蝕。金屬的回收與利用。 有計(jì)劃,合理地開(kāi)采礦物,嚴(yán)禁不顧國(guó)家利益的亂采礦。尋找金屬代用品。如以塑代鋼。（5）物盡其用第42頁(yè)，共45頁(yè)，2022年，5月20日，16點(diǎn)53分，星期三小結(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(lán)” 等制成合金鋼保護(hù)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(kāi)采礦物尋找金屬的代用品第43頁(yè)，共45頁(yè)，2022年，5月20日，16點(diǎn)53分，星期三（1）汞與稀鹽酸 （2）鋁與硫酸銅溶液（3）銀與硫酸鋅溶液 （4）鋅與硝酸銀溶液（5）鈉與稀硫酸1、下列物質(zhì)能否發(fā)生反應(yīng)？寫(xiě)出能發(fā)生反應(yīng)的化