課題3-金屬資源利用和保護(hù)

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)4.知道廢舊金屬對(duì)環(huán)境的污染，認(rèn)識(shí)回收利用廢舊金屬等金屬資源保護(hù)的重要性。學(xué)習(xí)目標(biāo)：1.知道一些常見(jiàn)金屬礦物，了解從鐵礦石中將鐵還原出來(lái)的方法。3.會(huì)根據(jù)化學(xué)方程式對(duì)含有某些雜質(zhì)的反應(yīng)物或生成物進(jìn)行有關(guān)的計(jì)算。2.了解金屬銹蝕的條件以及防止金屬銹蝕的簡(jiǎn)單方法。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1、金屬大多數(shù)以化合物形式存在，少數(shù)以單質(zhì)形式存在如金、銀等。一、金屬的存在形式2、地殼中含量最多的金屬元素是鋁，其次是鐵。赤鐵礦（主要成分是Fe2O3

）菱鐵礦（主要成分是FeCO3

）黃鐵礦(主要成分是FeS2

)磁鐵礦（主要成分是Fe3O4）3、礦石：能用來(lái)提煉金屬的礦物叫做礦石。4、常見(jiàn)礦石有：

P15圖8-17常見(jiàn)的礦石輝銅礦（主要成分是Cu2S）

黃銅礦（主要成分是CuFeS2）鋁土礦主要成分是Al2O3

二、鐵的冶煉：生熟煉鐵爐一生熟煉鐵爐二

P15圖8-18我國(guó)古代煉鐵圖P16圖8-22寶鋼煉鐵高爐設(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（2）原料：鐵礦石、焦炭、石灰石Fe2O3+3CO===2Fe+3CO2高溫1.工業(yè)煉鐵：（4）反應(yīng)的化學(xué)方程式：CO是還原劑；Fe2O3是氧化劑（3）原理：在高溫條件下,用CO作還原劑把鐵礦石中的鐵還原出來(lái)。（1）設(shè)備：高爐現(xiàn)象分析反應(yīng)式尾氣處理紅棕色粉末變成黑色，澄清石灰水變渾濁，尾氣燃燒產(chǎn)生藍(lán)色火焰。一氧化碳還原氧化鐵生成鐵粉(黑色)與二氧化碳2.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【實(shí)驗(yàn)8-20】Fe2O3+3CO===2Fe+3CO2高溫證明產(chǎn)物中有鐵粉的方法是：用磁鐵吸(或加稀鹽酸有氣泡產(chǎn)生)實(shí)驗(yàn)步驟：①檢查其氣密性。②把氧化鐵粉末裝進(jìn)玻璃管中，固定在鐵架臺(tái)上。③點(diǎn)燃右端的酒精燈（防止一氧化碳污染空氣），先通入一氧化碳?xì)怏w（排除管內(nèi)的空氣），待排盡后，點(diǎn)燃酒精噴燈加熱。④先熄滅酒精噴燈，待玻璃管冷卻后，再停止通入一氧化碳，（防止Fe被氧化），最后熄滅右端的酒精燈。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。注意事項(xiàng)：（1）實(shí)驗(yàn)開(kāi)始前要通入CO（排除管內(nèi)的空氣）（2）試驗(yàn)后，先停止加熱，再停止通一氧化碳（3）一氧化碳有毒，實(shí)驗(yàn)裝置中必須有尾氣處理裝置（4）實(shí)驗(yàn)時(shí)，先點(diǎn)燃尾氣處的酒精燈，最后熄滅尾氣處的酒精燈。酒精噴燈要“遲到早退”。

在實(shí)際生產(chǎn)時(shí),所用的原料或產(chǎn)物一般都含有雜質(zhì),在計(jì)算用料時(shí)和產(chǎn)量時(shí),應(yīng)考慮到雜質(zhì)問(wèn)題。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。三.含雜質(zhì)的物質(zhì)的化學(xué)方程式的計(jì)算：m(純)=m(不純)×純度純度=純凈物的質(zhì)量不純物的質(zhì)量X100%例題：用1000t含氧化鐵(Fe2O3)

80%的赤鐵礦石，理論上可煉含鐵96%的生鐵多少噸？Fe2O3+3CO===2Fe+3CO2高溫解：1000t赤鐵礦石中含氧化鐵的質(zhì)量為1000t×80%＝800t。設(shè)800t氧化鐵理論上可以煉出鐵的質(zhì)量為X。160112800tX160800t=112XX＝560t折合含鐵96%的生鐵的質(zhì)量為560t÷96%＝583t(純化雜)答：1000t含氧化鐵(Fe2O3)80%的赤鐵礦石，理論上可煉出含鐵96%的生鐵為583t。或設(shè)800t氧化鐵理論上可以煉含鐵96%的生鐵質(zhì)量為X。Fe2O3+3CO===2Fe+3CO2高溫160112800tX×96%160:112＝800t:X×96%X＝583t(雜化純)⑵設(shè)需含F(xiàn)e2O3質(zhì)量分?jǐn)?shù)為85%的赤鐵礦石的質(zhì)量為x。解：⑴生鐵中含純鐵：3000t×(1－5%)=2850t.Fe2O3+3CO===2Fe+3CO2112X·85%2850t

高溫160X·85%=1122850tX≈4790t答：⑴該3000t生鐵中含純鐵2850t。⑵該煉鋼廠每天需含F(xiàn)e2O3質(zhì)量分?jǐn)?shù)為85%的赤鐵礦石為4790t。1.【06自貢】某煉鋼廠日產(chǎn)含雜質(zhì)5%的生鐵3000t，試計(jì)算：⑴該3000t生鐵中含純鐵多少噸？⑵該煉鋼廠每天需含F(xiàn)e2O3質(zhì)量分?jǐn)?shù)為85%的赤鐵礦石多少噸？（計(jì)算結(jié)果保留整數(shù)）練習(xí)：2.下圖是課堂中模擬煉鐵的實(shí)驗(yàn)裝置。

（1）寫出圖中標(biāo)有序號(hào)的儀器名稱①

，②

。(2)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，先要進(jìn)行的是______________。（填Ⅰ或Ⅱ）Ⅰ．加熱Ⅱ．通一氧化碳(3)A中反應(yīng)的化學(xué)方程式是。B中反應(yīng)的化學(xué)方程式是

，B中觀察到的現(xiàn)象是_______________

。(4)該裝置的不足之處是

。鐵架臺(tái)試管ⅡFe2O3+3CO===2Fe+3CO2高溫沒(méi)有尾氣處理裝置（或沒(méi)有用燃著的酒精燈處理尾氣等）Ca(OH)2+CO2===CaCO3↓+H2O澄清的石灰水變渾濁①②3.右下圖是金屬活動(dòng)性順序表中銅、錫、鐵和鋁元素被人類大規(guī)模開(kāi)發(fā)、利用的大致年限。KCaNaMgAlZnFeSnPb(H)CuHgAgPtAu約6000年前約200年前約600年前約2500年前⑴選擇編號(hào)填空：鋁的利用比銅和鐵晚得多，原因是

；目前鋁在多個(gè)領(lǐng)域替代易生銹的鋼鐵，其主要原因是

。①鋁的密度小②鋁很活潑③地殼中鋁的含量高④鋁的表面易生成致密的保護(hù)膜②①④⑵鋼鐵的冶煉是人類文明的一個(gè)重要標(biāo)志。右圖是實(shí)驗(yàn)室模擬煉鐵的裝置圖，寫出冶煉生鐵的化學(xué)方程式

；能證明產(chǎn)物中有鐵粉的方法是：

。用磁鐵吸(或加稀鹽酸有氣泡)3CO+

Fe2O3

2Fe

+

3CO2

====高溫⑶在組裝儀器時(shí)，把玻璃管插入橡膠管的操作方法

是

。此裝置有不完善的地方，請(qǐng)說(shuō)出其中一種改進(jìn)方法：

。用氣球收集尾氣或用燃著的酒精燈點(diǎn)燃導(dǎo)管一端用水潤(rùn)濕后旋轉(zhuǎn)插入為什么要保護(hù)金屬資源？三、金屬資源保護(hù)保護(hù)金屬資源的原因：⑴每年大量開(kāi)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%)P171.金屬的腐蝕和防護(hù)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占世界年產(chǎn)量的四分之一！如何防銹？——a.在干燥空氣中b.浸沒(méi)在水中c.半截浸沒(méi)在水中鐵的生銹過(guò)程哪種條件下,鐵最易生銹?為什么?不生銹(有水無(wú)O2)

不生銹(有O2無(wú)水)在水與空氣的交界面最易生銹————植物油abc請(qǐng)思考：用橡皮塞塞緊管口(有水和Ｏ2)在潮濕的空氣中最容易生銹（鐵與氧氣、水同時(shí)接觸），鐵銹的主要成份為氧化鐵Fe2O3（紅棕色）（2）除銹的方法：物理方法：用砂紙打磨化學(xué)方法：用稀鹽酸或稀硫酸反應(yīng)除去原理：Fe2O3+6HCl=2FeCl3+3H2O（3）為什么鋁不容易被腐蝕？鋁在空氣中與氧氣反應(yīng)，其表面生成一層致密的Al2O3薄膜，從而阻止鋁進(jìn)一步被氧化，所以鋁耐腐蝕。（1）鐵生銹的條件：(緩慢氧化)（5）防止鐵生銹的措施(破壞鐵生銹的條件即可)：（4）防止鐵制品生銹的原理：使鐵制品與氧氣和水隔絕。①.保持鐵制品表面的潔凈和干燥。(鋼鐵生銹后生成鐵銹，疏松多孔，易吸水，如不及時(shí)除去會(huì)加快鐵制品的生銹。）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等平時(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：③.制成耐腐蝕的合金，如把鐵制品制成不銹鋼。②涂一層保護(hù)膜如涂油、刷漆、搪瓷、電鍍、烤藍(lán)。

圖8-25據(jù)估計(jì)一些礦物可供開(kāi)采的年限金屬資源保護(hù)⑴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。2、金屬資源的保護(hù)措施：

⑴防止金屬的腐蝕。⑵回收利用廢舊金屬。⑶有計(jì)劃、合理地開(kāi)采礦物。⑷尋找金屬代用品。如以塑代鋼。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%以上的金得到回收利用。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（1）鐵是應(yīng)用最廣泛的金屬①生活中用鐵鍋?zhàn)龃毒?，利用了鐵的導(dǎo)熱性；②鐵制品銹蝕的過(guò)程，實(shí)際上是鐵跟空氣中氧氣和水蒸氣等發(fā)生了化學(xué)反應(yīng)．為防止鐵制欄桿生銹，通常采取的措施是涂漆（寫一條）．3.日常生活中的一些鐵制品經(jīng)常會(huì)被銹蝕。下列做法中不能起防銹作用的是（）①在鐵制品表面鍍鋅②在鐵制品表面涂油脂③保留鐵件表面的鐵銹作保護(hù)層④在鐵器表面刷油漆⑤自行車臟了用清水沖洗⑥用廢酸液沖洗鐵制污水管道⑦切完咸菜后，盡快將菜刀洗凈擦干A.②⑤B.③⑤⑥C.①③⑦D.②⑥⑦B4.全世界每年因生銹損失的鋼鐵約占世界鋼鐵年產(chǎn)量的1/4。某學(xué)生想探究鐵生銹的條件，他將干凈的鐵釘分別同時(shí)入放A、B、C三支試管中進(jìn)行研究。⑴請(qǐng)你幫助該學(xué)生完成下列實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的內(nèi)容：編號(hào)操作方法實(shí)驗(yàn)?zāi)康腁探究鐵在干燥空氣中的生銹情況B放入鐵釘，注入蒸餾水浸沒(méi)鐵釘，并用植物油液封C探究鐵在有空氣和水時(shí)的生銹情況加熱烘干試管，小心放入鐵釘，塞上塞子

探究鐵在有水而無(wú)空氣（氧氣）時(shí)的生銹情況小心放入鐵釘，注入蒸餾水，使鐵釘部分浸入水中⑵一周后，編號(hào)為_(kāi)_______的試管中的鐵釘最易生銹。⑶用相同材料制作，經(jīng)過(guò)相同時(shí)間防銹處理的鐵欄桿，