金屬礦物與冶煉

6.3

金屬礦物與冶煉目前一頁\總數(shù)四十五頁\編于六點(diǎn)一、金屬在自然界的存在游離態(tài)（單質(zhì)）：化合態(tài)（化合物）：Ag,Pt,AuFe,Cu,Na等絕大多數(shù)金屬目前二頁\總數(shù)四十五頁\編于六點(diǎn)二、金屬礦物黃鐵礦(FeS2)磁鐵礦(Fe3O4)菱鐵礦(FeCO3)赤鐵礦(Fe2O3)目前三頁\總數(shù)四十五頁\編于六點(diǎn)孔雀石鋁土礦黃銅礦目前四頁\總數(shù)四十五頁\編于六點(diǎn)自然界以單質(zhì)形式存在的銀自然界以單質(zhì)形式存在的金目前五頁\總數(shù)四十五頁\編于六點(diǎn)三、煉鐵的基本原理目前六頁\總數(shù)四十五頁\編于六點(diǎn)現(xiàn)象：紅棕色的Fe2O3變黑，同時(shí)產(chǎn)生使石灰水變渾濁的氣體。Fe2O3+3CO===2Fe+3CO2高溫基本原理：氧化反應(yīng)：得到氧的反應(yīng)還原反應(yīng)：失去氧的反應(yīng)目前七頁\總數(shù)四十五頁\編于六點(diǎn)

3C+2Fe2O3=4Fe+3CO2高溫H2C練習(xí)：請寫出H2和C還原Fe2O3的化學(xué)方程式高溫3H2+Fe2O3=2Fe+3H2O具有還原性的物質(zhì):CO目前八頁\總數(shù)四十五頁\編于六點(diǎn)H2、C、CO化學(xué)性質(zhì)的比較點(diǎn)燃點(diǎn)燃點(diǎn)燃點(diǎn)燃高溫目前九頁\總數(shù)四十五頁\編于六點(diǎn)H2和C還原CuO實(shí)驗(yàn)比較實(shí)驗(yàn)裝置圖目前十頁\總數(shù)四十五頁\編于六點(diǎn)目前十一頁\總數(shù)四十五頁\編于六點(diǎn)原料：鐵礦石(赤鐵礦)、焦炭、石灰石、空氣四、鐵的冶煉1.煉鐵設(shè)備：高爐過量空氣焦炭焦炭高溫高溫赤鐵礦高溫CO2COFe反應(yīng)過程：目前十二頁\總數(shù)四十五頁\編于六點(diǎn)涉及反應(yīng)化學(xué)方程式：3CO+Fe2O3==2Fe+3CO2高溫C+CO2==2CO高溫C+O2==CO2點(diǎn)燃產(chǎn)品：生鐵（含碳量2-4.3%）合金2.煉鋼：氧氣高溫鋼生鐵鋼（含碳量0.03-2%）目前十三頁\總數(shù)四十五頁\編于六點(diǎn)生鐵和鋼的區(qū)別目前十四頁\總數(shù)四十五頁\編于六點(diǎn)中國古代冶煉圖目前十五頁\總數(shù)四十五頁\編于六點(diǎn)轉(zhuǎn)爐煉鋼為紀(jì)念1996年中國鋼產(chǎn)量突破1億噸而發(fā)行的郵票目前十六頁\總數(shù)四十五頁\編于六點(diǎn)越活潑的金屬,越容易與其他物質(zhì)形成化合物,也就越難從化合物中還原出金屬單質(zhì).越不活潑的金屬,越不容易與其他物質(zhì)形成化合物,也就越容易從化合物中還原出金屬單質(zhì).金屬活動性順序：KCaNaMgAlZnFeSnPb(H)CuHgAg

PtAu金屬活動性由強(qiáng)漸弱目前十七頁\總數(shù)四十五頁\編于六點(diǎn)1.活潑金屬(如KCaNaMgAI)

電解法:2Al2O3=4Al+3O22.一般金屬(如ZnFeSnPbCu)

熱還原法:Fe2O3+3CO=2Fe+3CO3.較穩(wěn)定金屬(如HgAg)

直接加熱法:2HgO=2Hg+O24.穩(wěn)定金屬(如PtAu):直接以單質(zhì)形式存在通電高溫加熱五、冶煉金屬的常用方法目前十八頁\總數(shù)四十五頁\編于六點(diǎn)金屬活動性順序：

KCaNaMgAl

‖ZnFeSnPb(H)Cu‖Hg

Ag‖PtAu電解法熱還原法直接加熱法目前十九頁\總數(shù)四十五頁\編于六點(diǎn)例1用1000t含氧化鐵80%的赤鐵礦石，理論上可以煉出含鐵96%的生鐵多少噸？注意：帶入化學(xué)方程式計(jì)算的數(shù)據(jù)應(yīng)是純凈物的質(zhì)量1000t×80%×70%÷96%=583.3t赤鐵礦石—氧化鐵—鐵—生鐵目前二十頁\總數(shù)四十五頁\編于六點(diǎn)下課啦目前二十一頁\總數(shù)四十五頁\編于六點(diǎn)

6.4珍惜和保護(hù)金屬資源目前二十二頁\總數(shù)四十五頁\編于六點(diǎn)資料一：人類每年要向自然界索取大量的金屬礦物資源，以提取數(shù)以億噸計(jì)的金屬。金屬礦物的儲量有限，而且不能再生。根據(jù)已探明的一些礦物的儲藏量，并根據(jù)目前這些金屬的消耗速度，有人估計(jì)一些礦物可供開采的年限如下圖所示（不包括今后新探明的礦物儲量、一些國家的金屬儲備量和金屬的回收利用等）。一、金屬資源的消耗目前二十三頁\總數(shù)四十五頁\編于六點(diǎn)資料二：據(jù)有關(guān)資料報(bào)道，現(xiàn)在世界上每年因腐蝕而報(bào)廢的金屬設(shè)備和材料相當(dāng)于年產(chǎn)量的20%~40%。目前二十四頁\總數(shù)四十五頁\編于六點(diǎn)生活中許多設(shè)施都是用鐵制成，如：目前二十五頁\總數(shù)四十五頁\編于六點(diǎn)但這些設(shè)施普遍受到腐蝕的影響。目前二十六頁\總數(shù)四十五頁\編于六點(diǎn)二、鐵生銹條件的探究藥品：現(xiàn)有潔凈無銹的鐵釘、試管、經(jīng)煮沸迅速冷卻的蒸餾水、植物油、稀鹽酸、棉花和干燥劑氯化鈣。試設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)以證明鐵制品銹蝕的條件。目前二十七頁\總數(shù)四十五頁\編于六點(diǎn)沒有生銹

產(chǎn)生銹蝕經(jīng)煮沸的蒸餾水鐵釘棉花無水氯化鈣（干燥劑）蒸餾水

稀鹽酸油層1234沒有水沒有空氣水和空氣同時(shí)存在鐵生銹的必要條件探究目前二十八頁\總數(shù)四十五頁\編于六點(diǎn)沒有生銹

產(chǎn)生銹蝕氧氣水生銹沒有水水和空氣同時(shí)存在沒有空氣鐵生銹的必要條件探究結(jié)論：目前二十九頁\總數(shù)四十五頁\編于六點(diǎn)鐵的腐蝕稱為生銹，生銹后的產(chǎn)物稱為鐵銹。其化學(xué)反應(yīng)過程是相當(dāng)復(fù)雜，但結(jié)果非常簡單。鐵+氧氣Fe2O3·xH2O水鐵銹結(jié)構(gòu)疏松多孔，吸收水分，加速鐵制品的生銹因此，鐵與空氣接觸，又有水分時(shí)，最易生銹！目前三十頁\總數(shù)四十五頁\編于六點(diǎn)氧化鐵與鋁壺表面的氧化鋁膜性質(zhì)比較疏松多孔完全銹蝕致密結(jié)實(shí)使鋁“自我保護(hù)”目前三十一頁\總數(shù)四十五頁\編于六點(diǎn)氧氣水生銹三、怎樣防止鐵生銹加上保護(hù)層1.加上油漆、搪瓷、塑膠層或油脂目前三十二頁\總數(shù)四十五頁\編于六點(diǎn)加上油漆、搪瓷、塑膠層或油脂來防銹鐵油漆氧氣和水不能與鐵接觸，所以鐵不會生銹油漆剝落后油漆氧氣和水與鐵接觸，導(dǎo)致鐵生銹目前三十三頁\總數(shù)四十五頁\編于六點(diǎn)2.鍍上其他金屬,如鍍錫、鋅、銅、鎳、鉻等「罐頭」是由鍍錫鐵制成。鍍鉻的浴室水籠頭。目前三十四頁\總數(shù)四十五頁\編于六點(diǎn)3.使用合金用不銹鋼制造的器具目前三十五頁\總數(shù)四十五頁\編于六點(diǎn)4.犧牲性保護(hù)由鍍鋅鐵制造的水桶把鐵與一較活潑的金屬相連接，犧牲活波金屬，從而防銹。目前三十六頁\總數(shù)四十五頁\編于六點(diǎn)犧牲性保護(hù)防銹法破損部位鋅表層氧與鋅反應(yīng)，鐵不會腐蝕鐵鋅塊目前三十七頁\總數(shù)四十五頁\編于六點(diǎn)金屬防腐蝕的方法：形成保護(hù)層刷油漆、涂油、燒制搪瓷（物理方法）電鍍上一層耐腐蝕的金屬（鍍鉻、鋅、錫）、通過化學(xué)反應(yīng)使表面形成致密的氧化物薄膜等改變金屬的內(nèi)部結(jié)構(gòu)制成合金，如不銹鋼改善腐蝕環(huán)境等等保持鐵制品表面干燥和潔凈（1)隔絕空氣或氧氣(2)隔絕水目前三十八頁\總數(shù)四十五頁\編于六點(diǎn)討論1、在實(shí)際生活和生產(chǎn)中我們應(yīng)該采取哪些具體方法來防止鐵制品生銹呢？防止鐵制品生銹的具體方法為：保持鐵制品表面干燥和潔凈在鐵制品表面涂一層保護(hù)膜如：刷油漆、涂油、鍍上一層耐磨、耐腐蝕的金屬鉻、高溫灼燒金屬，進(jìn)行“烤藍(lán)”處理等制成合金鋼，如不銹鋼目前三十九頁\總數(shù)四十五頁\編于六點(diǎn)討論2、自行車的構(gòu)件如支架、鏈條、鋼圈等，分別采取了什么防銹措施？答：刷漆、涂油、鍍鉻等目前四十頁\總數(shù)四十五頁\編于六點(diǎn)討論3、對于金屬資源除了采取防止金屬腐蝕的措施外，還可以通過什么途徑來使金屬資源得到保護(hù)呢？廢品收購站為什么要收購廢鐵、廢銅、和易拉罐等金屬？目前四十一頁\總數(shù)四十五頁\編于六點(diǎn)回收和利用廢舊金屬四、金屬資源保護(hù)目前四十二頁\總數(shù)四十五頁\編于六點(diǎn)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