课题3《金属资源的利用和保护》..ppt

第八单元 金属和金属材料 课题3 金属资源的利用和保护 第一课时 P15 人类生活离不开金属 元素名称质量分数%元素名称质量分数% 铝7.73镁2.00 铁4.75锌0.008 钙3.45铜0.007 钠2. 74银0.00001 钾2.47金0.0000005 地壳中含量最多的金属是Al！金属元素在地壳中含量： 图8-16 自然界以单质形式存在的金 图8-17 自然界以单质形式存在的银 除少数很不活泼的金属如金、银等有单质形式 存在外,其余都以化合物形式存在 金属的存在形式 ： 单质( 少数，如金和银) 化合物( 大多数，如各种铁矿石) 赤铁矿（主要成分是Fe2O3 ） 菱铁矿（主要成分是FeCO3 ） 图8-18 常见的矿石 硫铁矿(主要成分是FeS2 ) 磁铁矿（主要成分是Fe3O4） 矿石:工业上把能用来提炼金属的矿物叫矿石 图8-18 常见的矿石 辉铜矿（主要成分是Cu2S） 黄铜矿（主要成分是CuFeS2） 铝土矿主要成分是Al2O3 孔雀石 Cu2(OH)2CO3赤铜矿 Cu2O 磁铁矿磁铁矿（主要成分（主要成分FeFe 3 3O O4 4 ）） 一、铁的冶炼： 生熟炼铁炉一 生熟炼铁炉二 图8-19 我国古代炼铁图 图8-20 上海宝山钢铁公司炼铁高炉 图8-21 为纪念1996年中国钢产量突破1亿吨而发行的邮票 现象：红色粉末变 成黑色，澄清的石 灰水变浑浊。

点燃尾气有蓝色火 焰 一氧化碳还原氧化铁 实验室实验室 相关的化学方程式：相关的化学方程式： Fe2O3 + 3CO 2Fe + 3CO2 CO2 + Ca(OH)2 CaCO3 ↓+ H2O 2CO + O2 2CO2 点燃点燃 高温高温 用酒精灯点燃尾气的 作用是 防止一氧化碳污染空气 一.铁的冶炼 实验步骤： ①.组装仪器，并检查其气密性 ②把氧化铁粉末装进硬质玻璃管中 ③固定装置，并通入一氧化碳气体（防止一氧化碳与空气混 合受热爆炸） ④点燃出气口处的酒精灯(或用气球收集)，防止一氧化碳污 染空气待排尽后，点燃酒精喷灯，并观察装置中所发生的 变化 ⑤当红棕色粉末已转变成黑色后，停止加热，再通入一会儿 一氧化碳，直至玻璃管冷却，防止Fe被氧化 一氧化碳还原氧化铁 必须在封闭的硬质玻 管中进行，防止一氧 化碳污染空气 1 1、原料：、原料： 黄铁矿 FeS2 赤铁矿 Fe2O3 菱铁矿 FeCO3 磁铁矿 Fe3O4 2 2、原理：、原理： 在高温下，利用焦炭与氧气反应生成的一氧化碳把铁 从铁矿石中还原出来 Fe2O3+3CO 2Fe+3CO2 高温 石灰石、铁矿石 焦炭、空气 3 3、设备：高炉、设备：高炉 化学方程式： 70%70% 48.27%48.27% 46.67%46.67% 72.41%72.41% 含铁量含铁量 一.铁的冶炼 工业上工业上 设备：高炉 铁矿石、焦炭、石灰石 Fe2O3+3CO===2Fe+3CO2 高温 CO2＋C 2CO 高温 C + O2 CO2 点燃 高炉是个竖直的圆筒形 炉子，炉壳用钢板制成 ，内部用耐火砖作衬里 。

在实际生产时,所用的原料或产物一般都含 有杂质,在计算用料时和产量时,应考虑到杂质 问题 不纯物质、纯物质、纯度之间的关系： 列比例时，一定要用纯量 3.含杂质的物质的化学方程式的计算： m(纯) = m(不纯 )纯度 m(不纯) = m(纯) 纯度 例题：用1000t含氧化铁(Fe2O3) 80%的赤铁矿石，理 论上可炼含铁96%的生铁多少吨？ Fe2O3+3CO===2Fe + 3CO2 高温 解：1000t赤铁矿石中含氧化铁的质量为1000t 80%＝800t 设800t氧化铁理论上可以炼出铁的质量为X 160 112 800t X 160 800t = 112 X X＝560t 折合含铁96%的生铁的质量为560t 96%＝583t (纯化杂) 答： 1000t含氧化铁(Fe2O3) 80%的赤铁矿石，理论上可炼出含 铁96%的生铁为583t 或设800t氧化铁理论上可以炼含铁96%的生铁质量为X Fe2O3+3CO===2Fe + 3CO2 高温 160 112 800t X96% 160 :112＝800t :X96% X＝583t (杂化纯) ⑵设需含Fe2O3质量分数为85%的赤铁矿石的质量为x。

解：⑴生铁中含纯铁：3000t(1－5%)=2850t. Fe2O3 + 3CO=== 2Fe + 3CO2 160 112 X 85% 2850t 高温 160 X 85% = 112 2850t X≈4790t 答：⑴该3000 t生铁中含纯铁2850t ⑵该炼钢厂每天需含Fe2O3质量分数为85%的赤铁矿石为4790t 1.【06自贡】某炼钢厂日产含杂质5%的生铁3000t，试计 算： ⑴该3000 t生铁中含纯铁多少吨？ ⑵该炼钢厂每天需含Fe2O3质量分数为85%的赤铁矿石多 少吨？（计算结果保留整数） 练习： 2.下图是课堂中模拟炼铁的实验装置 （1）写出图中标有序号的仪器名称① ，② (2)实验过程中，先要进行的是______________ 填Ⅰ或Ⅱ） Ⅰ．加热 Ⅱ．通一氧化碳 (3)A中反应的化学方程式是 。

B中反应的化学方程式是 ， B中观察到的现象是_______________ (4)该装置的不足之处是 铁架台试管 Ⅱ Fe2O3+3CO === 2Fe+3CO2 高温 没有尾气处理装置（或没有用燃着的酒精灯处理尾气等） Ca(OH)2+CO2===CaCO3↓+H2O 澄清的石灰水变浑浊 ① ② 3.右下图是金属活动性顺序表中铜、锡、铁和铝元素 被人类大规模开发、利用的大致年限 K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb (H) Cu Hg Ag Pt Au 约6000年前约200年前约600年前 约2500年前 ⑴选择编号填空：铝的利用比铜和铁晚得多，原因是 ；目前铝在多个领域替代易生锈的钢铁，其主要原因是 。

①铝的密度小 ②铝很活泼 ③地壳中铝的含量高 ④铝的表面易生成致密的保护膜 ② ①④ ⑵钢铁的冶炼是人类文明的一个重要标志 右图是实验室模拟炼铁的装置图，写出冶炼生铁的化学 方程式 ；能证明产 物中有铁粉的方法是： 用磁铁吸(或加稀盐酸有气泡) 3CO+ Fe2O3 2Fe + 3CO2 ==== 高温 ⑶在组装仪器时，把玻璃管插入 橡胶管的操作方法 是 此装置有不完善的地方，请说出其中一种改进方法： 用气球收集尾气或用燃着的酒精灯点燃 导管一端用水润湿后旋转插入 第八单元 金属和金属材料 课题3 金属资源的利用和保护 第二课时 P18~21 为什么要保护金属资源？ 二、金属资源保护 保护金属资源的原因： ⑴每年大量开采(数以亿吨计 ) ⑵每年大量的金属被腐蚀(相 当于年产量的20%~40%) P18 1.金属的腐蚀和防护 人们采取了许多措施，但每年 全世界因生锈而损失的钢铁约 占世界年产量的四分之一！ 如何防锈？ 现有洁净无锈的铁钉、试管、经煮沸 迅速冷却的蒸馏水、植物油、棉花和干 燥剂氯化钙。

试设计实验以证明铁制品 锈蚀的条件 铁生锈条件的探究铁生锈条件的探究 ⅠⅠ ⅡⅡⅢⅢ 一、在试管1中加入少量的蒸馏水，使铁钉的一半浸没 在水中 二、在试管2中注入冷却的沸水，使其侵没铁钉，上面 加上植物油并塞紧橡皮塞 三、在试管3中加入少量干燥剂（生石灰或无水氯化钙 ） 再放一团干棉球，把铁钉放在干棉球上，塞紧橡皮塞 一周后 铁钉浸没一半在水中： 铁在空气、水的界面处生锈 铁钉完全浸没在水中（上面还加植物油）： 铁未生锈 铁钉放在干燥的空气中（加干燥剂等）： 铁未生锈 全浸在水中 一半在水中 干燥空气中 铁生锈条件的探究铁生锈条件的探究 现现现现象象分析分析结论结论结论结论 试试试试管管ⅠⅠ 试试试试管管ⅡⅡ 试试试试管管ⅢⅢ 生锈生锈 不生锈不生锈 不生锈不生锈 铁既与水接触铁既与水接触 ，又与氧气接，又与氧气接 触触 铁只与水接触铁只与水接触 铁只与氧气接触铁只与氧气接触 在水、在水、 氧气同氧气同 时存在时存在 的环境的环境 中铁能中铁能 生锈生锈 （缓慢氧 化，放热 ） 在空气中锈蚀，实际上是铁跟氧气、水等 物质相互作用，发生一系列复杂的化学变 化，使铁转化为铁的化合物的过程。

因此，铁与空气接触，又有水分时，最易 生锈！ 铁锈成分复杂，主要是Fe2O3XH2O它 是一种疏松多孔的物质 铁锈这种多孔性的物质，能让水分 和空气穿过它的空隙，不断向里层渗透 ，继续跟铁反应，直至铁被完全锈蚀 氧化铁与铝壶表面的氧化铝膜性质比较 铁锈铁锈 (Ｆe2Ｏ3) 氧化铝铝 (Al2O3) 结结构特点 若不除去结结果 疏松多孔 完全锈蚀 致密结实 使铝“自我保 护” 与空气（氧气）接触 与水接触 金属防腐蚀的方法(破坏铁生锈的条件即可) • • 改善腐蚀环境等等改善腐蚀环境等等 – – 保持铁制品表面干燥和洁净保持铁制品表面干燥和洁净 • • 形成保护层形成保护层 – – 刷油漆、涂油、烧制搪瓷（物理方法）刷油漆、涂油、烧制搪瓷（物理方法） – – 电镀上一层耐腐蚀的金属（镀铬、锌、锡）、通电镀上一层耐腐蚀的金属（镀铬、锌、锡）、通 过化学反应使表面形成致密的氧化物薄膜等 过化学反应使表面形成致密的氧化物薄膜等 • • 改变金属的内部结构改变金属的内部结构 – – 制成合金，如不锈钢制成合金，如不锈钢 （1)隔绝空气或氧气 (2)隔绝水 怎么防止钢铁生锈呢？ 在 车 船 的 表 面 喷 油 漆 在机械表面涂防锈油 在面盆、杯子、 等表面烧涂搪瓷 此外，还可以在钢 铁表面镀上一层。