課題8.3 金屬資源的利用和保護(hù)-涂少軍課件

第八單元金屬和金屬材料課題3金屬資源的利用和保護(hù)

圖8-16自然界以單質(zhì)形式存在的金圖8-17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)形式存在外,其余都以化合物形式存在。金屬的存在形式：赤鐵礦（主要成分是Fe2O3

）菱鐵礦（主要成分是FeCO3

）圖8-17常見的礦石磁鐵礦（主要成分是Fe3O4）元素名稱質(zhì)量分?jǐn)?shù)%元素名稱質(zhì)量分?jǐn)?shù)%鋁7.73鎂2.00鐵4.75鋅0.008鈣3.45銅0.007鈉2.74銀0.00001鉀2.47金0.0000005地殼中含量最多的金屬是鋁金屬元素在地殼中含量：二、鐵的冶煉早在春秋戰(zhàn)國時(shí)期，我國就開始生產(chǎn)和使用鐵器，從公元1世紀(jì)起，鐵便成了一種最主要的金屬材料。圖8-19為紀(jì)念1996年中國鋼產(chǎn)量突破1億噸而發(fā)行的郵票(3)C處現(xiàn)象是：尾氣燃燒發(fā)出藍(lán)色火焰。一氧化碳還原氧化鐵：Fe2O3+3CO====2Fe+3CO2CO2+Ca(OH)2

=CaCO3↓+H2O2CO+O2====2CO2高溫(4)酒精燈的作用是：防止一氧化碳污染空氣。點(diǎn)燃紅色黑色BAC(1)A處現(xiàn)象是：紅色粉末變成黑色。(2)B處現(xiàn)象是：澄清石灰水變渾濁。⑵設(shè)備：煉鐵高爐鐵礦石、焦炭、石灰石Fe2O3+3CO===2Fe+3CO2高溫CO2＋C2CO高溫C

+

O2

CO2

點(diǎn)燃【練習(xí)】用200t含氧化鐵80％的赤鐵礦石，理論上可以煉出含雜質(zhì)4％的生鐵的質(zhì)量是多少?解：設(shè)理論上可以煉出含雜質(zhì)4%的生鐵的質(zhì)量為xFe2O3+3CO====2Fe+3CO2160112200t×80％x·(1-4%)160112200t×80％x·(1-4%)x=112×200t×80％160×96%=116.7t答：理論上可以煉出含鐵96%的生鐵的質(zhì)量為116.7t。高溫二、金屬資源保護(hù)保護(hù)金屬資源的原因：⑴每年大量開采(數(shù)以億噸計(jì))⑵每年大量的金屬被腐蝕(相當(dāng)于年產(chǎn)量的20%~40%)為什么要保護(hù)金屬資源？讓我們先看一組圖片:取3枚潔凈無銹的鐵釘，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]在水中。步驟二：在試管2中注滿蒸餾水，再注入植物油。步驟三：在試管3中放一團(tuán)干棉花，塞緊橡皮塞。123鐵生銹條件的探究現(xiàn)象分析結(jié)論試管Ⅰ試管Ⅱ

試管Ⅲ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。鐵生銹的條件是：鐵、氧氣、水⑴三角架：⑵鋼線(輻條）⑷鏈條：刷漆鍍一層耐腐蝕的金屬涂油平時(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？討論：⑶鋼圈怎么防止鋼鐵生銹呢？在車船的表面噴油漆在機(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。如：在鋼鐵表面鍍錫、鍍鋅、和鍍鉻鍍銅（2）金屬的回收利用（1）防止金屬的腐蝕怎樣保護(hù)金屬資源呢?（3）合理開采礦物（4）尋找金屬的代用品廢舊金屬的回收有什么意義？（1）節(jié)約金屬資源（2）減少金屬對環(huán)境的污染練習(xí)：1.在下列情況下，埋在地下的鑄鐵管道腐蝕最快的是（）A.在潮濕、致密的土壤中B.在干燥、致密的土壤中C.在潮濕、疏松的土壤中D.在干燥、疏松的土壤中2.某運(yùn)輸用鐵船，在水中行駛，最易生銹的部位是()CBA.水面上的船頭部分B.水面附近的船體部分C.水面下的船底部分D.各部分都一樣速度生銹⑵一周后，編號為________的試管中的鐵釘最易生銹。⑶用相同材料制作，經(jīng)過相同時(shí)間防銹處理的鐵欄桿，安裝在南方比安裝在北方更易生銹，其原因是___________________________________。C南方比北方天氣潮濕，鐵更易生銹ABC鐵在干燥空氣中鐵在有水而無空氣（氧氣）時(shí)鐵在有空氣和水時(shí)用植物油液封用橡皮塞塞緊管口4.某課外興趣小組對一批鐵樣品（含有雜質(zhì)，雜質(zhì)不溶于水，也不與稀硫酸反應(yīng)）進(jìn)行分析，甲、乙、丙三位同學(xué)分別進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，其中只有一位同學(xué)所取用的稀硫酸與鐵樣品恰好完全反應(yīng)。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如下表：

請你認(rèn)真分析數(shù)據(jù)，回答下列問題：⑴哪位同學(xué)所取用的稀硫酸與鐵樣品恰好完全反應(yīng)；⑵計(jì)算樣品中鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)；⑶若生產(chǎn)1000t這種純度的鐵，至少需要含氧化鐵(Fe2O3)80%的赤鐵礦多少噸？甲乙丙燒杯＋稀硫酸200g150g150g加入的鐵樣品9g9g14g充分反應(yīng)后，燒杯＋剩余物208.7g158.7g163.7g改正：(燒杯的質(zhì)量為25.4g；計(jì)算結(jié)果精確到0.1%)解：⑴分析表中數(shù)據(jù)可知，甲、乙、丙三人的實(shí)驗(yàn)生成氣的質(zhì)量都是0.3g(如甲為200g+9g-208.7g＝0.3g),即各人的實(shí)驗(yàn)中都有一種反應(yīng)物完全反應(yīng)。由甲、乙數(shù)據(jù)可知，9g鐵樣品中的鐵完全反應(yīng)，甲中的酸過量。由乙、丙數(shù)據(jù)可知，(150g－25.4g)＝124.6g的稀硫酸中的H2SO4完全反應(yīng)，丙中的金屬過量。綜合分析可知乙同學(xué)所取用的稀硫酸與鐵樣品恰好完全反應(yīng)。甲乙丙燒杯＋稀硫酸200g150g150g加入的鐵樣品9g9g14g充分反應(yīng)后，燒杯＋剩余物208.7g158.7g163.7g解：⑵乙反應(yīng)生成氫氣的質(zhì)量為150g+9g-158.7g＝0.3g。

設(shè)Fe的質(zhì)量為X。Fe+H2SO4=FeSO4+H2↑

2X0.3g則Fe%＝8.4g9g×100%=93.3%⑵計(jì)算樣品中鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)；答：樣品中鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為93.3%。56X20.3g=X=8.4g⑶若生產(chǎn)1000t這種純度的鐵，至少需要含氧化鐵(Fe2O3)80%的赤鐵礦多少噸？解：⑶需要含氧化鐵80%的赤鐵礦的質(zhì)量為Y。1000t這種純度的鐵含純鐵的質(zhì)量為1000t×93.3%＝930t。3CO+

Fe2O3

2Fe

+

3CO2

====高溫160112Y×80%930t160:112=Y×80%:930tY=1666.1t答：生產(chǎn)1000t這種純度的鐵，至少需要含氧化鐵(Fe2O3)80%的赤鐵礦為1666.1t。本單元小結(jié)：一、金屬和金屬材料金屬與非金屬物理性質(zhì)的比較：物理性質(zhì)金屬非金屬狀態(tài)在常溫下，除汞(Hg)是液體外，其余都是固體在常溫下，有固、液、氣三態(tài)密度一般較大一般較小光澤有一般無導(dǎo)電性導(dǎo)熱性能導(dǎo)電、導(dǎo)熱一般不導(dǎo)電、不導(dǎo)熱延展性有沒有2.金屬材料包括純金屬和合金。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，在實(shí)際中大量使用的金屬材料是合金。二、金屬的化學(xué)性質(zhì)1.很多金屬都能與氧氣、鹽酸和稀硫酸等起反應(yīng)，但反應(yīng)的難易和劇烈程度不同。)以Fe、Al、Cu為例，寫出它與氧氣、稀硫酸反應(yīng)的化學(xué)方程式。Fe

+

H2SO4

＝

FeSO4

+

H2↑2Al

+3H2SO4

＝

Al2(SO4)3

+3H2↑3Fe

+

2O2Fe3O4點(diǎn)燃4Al

+

3O22Al2O3點(diǎn)燃2Cu

+

O2

2CuO△Cu

+

H2SO4→不反應(yīng)2.由一種單質(zhì)和一種化合物反應(yīng)，生成另一種單質(zhì)和另一種化合物的反應(yīng)叫做置換反應(yīng)。例如如果用A+B→C來表示化合反應(yīng)的話，請用相似的方法來表示分解反應(yīng)和置換反應(yīng)。置換反應(yīng)：A+BC→B+AC分解反應(yīng)：AB→A+B

，

。

Zn

+

H2SO4

＝ZnSO4

+

H2↑Fe

+

CuSO4

＝

FeSO4

+

Cu3.常見金屬活動性順序如下：KCaNaMgAlZnFeSnPb(H)CuHgAgPtAu金屬活動性，由強(qiáng)逐漸減弱舉例說明金屬活動性順序可以給你哪些判斷的依據(jù)：

。

。

⑴只有排在H前面的才能置換酸中的氫。⑵只有排在前面的金屬才能把排在后面的金屬從它們的化合物的溶液中置換出來。(KCaNa

特殊、反應(yīng)復(fù)雜)三、金屬資源保護(hù)3CO+

Fe2O3

2Fe

+

3CO2

；====高溫1.把鐵礦石冶煉成鐵