1、課題課題3 金屬資源的利用和保護(hù)金屬資源的利用和保護(hù) 第八單元第八單元 金屬和金屬材料金屬和金屬材料南海九江鎮(zhèn)初級(jí)中學(xué)南海九江鎮(zhèn)初級(jí)中學(xué) 黎淑枝黎淑枝人類生活離不開金屬人類生活離不開金屬l 學(xué)習(xí)目標(biāo)：l 1.知道一些常見金屬的礦石,了解從鐵礦石中將鐵還原出來的方法.l 2.了解金屬銹蝕的條件以及防止金屬銹蝕的簡(jiǎn)單方法.l 3.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.金屬資源的利用和保護(hù) 金屬元素在地殼中的含量金屬元素在地殼中的含量元素名稱元素名稱質(zhì)量分?jǐn)?shù)質(zhì)量分?jǐn)?shù)/%/%元素名稱元素名稱質(zhì)量分?jǐn)?shù)質(zhì)量分?jǐn)?shù)/%/%鋁（鋁（AlAl）7.737.73鎂（鎂（MgMg）2.

2、002.00鐵（鐵（FeFe）4.754.75鋅（鋅（ZnZn）0.0080.008鈣（鈣（CaCa）3.453.45銅（銅（CuCu）0.0070.007鈉（鈉（NaNa）2.742.74銀（銀（AgAg）0.000010.00001鉀（鉀（K K ）2.472.47金（金（AuAu）0.00000050.0000005自然界中以單質(zhì)自然界中以單質(zhì) 形式存在的金形式存在的金自然界中以單質(zhì)自然界中以單質(zhì) 形式存在的銀形式存在的銀單質(zhì)單質(zhì) ：少數(shù)化學(xué)性質(zhì)較少數(shù)化學(xué)性質(zhì)較不活潑不活潑的金屬的金屬 菱鐵礦（主要成菱鐵礦（主要成FeCO3 ）赤鐵礦（主要成分赤鐵礦（主要成分Fe2O3 ）磁鐵礦（主要成

3、分磁鐵礦（主要成分Fe3O4）化合物化合物 ：多數(shù)化學(xué)性質(zhì)較多數(shù)化學(xué)性質(zhì)較活潑活潑的金屬的金屬鋁土礦鋁土礦(主要成分主要成分Al2O3) 黃銅礦（主要成分黃銅礦（主要成分CuFeS2） 輝銅礦（主要成分輝銅礦（主要成分Cu2S） 黃鐵礦（主要成分黃鐵礦（主要成分FeS2）l 大自然向人類提供了豐富的金屬礦物資源，大自然向人類提供了豐富的金屬礦物資源，人類每年要提煉數(shù)以億噸計(jì)的金屬用于工人類每年要提煉數(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，提取量最大農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和其它領(lǐng)域。其中，提取量最大的是的是鐵鐵。在我國最早的人工冶鐵制品在我國最早的人工冶鐵制品是甘肅靈臺(tái)出土的春秋初年是甘肅靈臺(tái)出土的春

4、秋初年秦國的銅柄鐵劍。秦國的銅柄鐵劍。一.鐵的冶煉我國古代鐵的冶煉我國古代鐵的冶煉 生熟煉鐵爐生熟煉鐵爐(二二) 生熟煉鐵爐生熟煉鐵爐(一一)寶鋼煉鐵高爐寶鋼煉鐵高爐為紀(jì)念為紀(jì)念1996年中國鋼產(chǎn)量年中國鋼產(chǎn)量突破突破1億噸而發(fā)行的郵票億噸而發(fā)行的郵票 點(diǎn)燃尾氣有點(diǎn)燃尾氣有火焰火焰Fe2O3+3CO 2Fe+3CO2高溫高溫2CO + O2 2C O2 點(diǎn)燃點(diǎn)燃CO2+Ca(OH)2 Ca CO3 +H2O石灰石、石灰石、鐵礦石鐵礦石、 焦炭、空氣焦炭、空氣黃鐵礦黃鐵礦 FeS2赤鐵礦赤鐵礦 Fe2O3菱鐵礦菱鐵礦 FeCO3磁鐵礦磁鐵礦 Fe3O4鐵鐵礦礦石石高爐高爐Fe2O3+3CO 2F

5、e+3CO2高溫高溫 在高溫下，利用焦炭與氧氣反應(yīng)生成在高溫下，利用焦炭與氧氣反應(yīng)生成的的一氧化碳一氧化碳把鐵從把鐵從鐵礦石鐵礦石中還原出來。中還原出來。O2 + C CO2點(diǎn)燃點(diǎn)燃CO2 + C 2CO高溫高溫資料：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%。提出問題：根據(jù)鐵銹的主要成分提出問題：根據(jù)鐵銹的主要成分（ ）猜測(cè)鐵生銹需要什么條件？）猜測(cè)鐵生銹需要什么條件？我的猜想：我的猜想：提出問題：根據(jù)鐵銹的主要成分（提出問題：根據(jù)鐵銹的主要成分（ ）猜測(cè)鐵生銹需要什么條件？猜測(cè)鐵生銹需要什么條件？我的猜想：我的猜想： 鐵生銹可能與氧氣和水有關(guān)鐵生

6、銹可能與氧氣和水有關(guān)實(shí)驗(yàn)探究：實(shí)驗(yàn)探究：用這些實(shí)驗(yàn)用具：用這些實(shí)驗(yàn)用具：潔凈無銹的鐵釘、試管、蒸餾水、潔凈無銹的鐵釘、試管、蒸餾水、植物油、棉花、干燥劑氯化鈣植物油、棉花、干燥劑氯化鈣設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案提出問題：根據(jù)鐵銹的主要成分（提出問題：根據(jù)鐵銹的主要成分（ ）猜測(cè)）猜測(cè)鐵生銹需要什么條件？鐵生銹需要什么條件？我的猜想：我的猜想： 鐵生銹可能與氧氣和水有關(guān)鐵生銹可能與氧氣和水有關(guān)實(shí)驗(yàn)探究：實(shí)驗(yàn)探究：用這些實(shí)驗(yàn)用具：用這些實(shí)驗(yàn)用具：潔凈無銹的鐵釘、試管、潔凈無銹的鐵釘、試管、蒸餾水、植物油、棉花、干燥劑氯化鈣蒸餾水、植物油、棉花、干燥劑氯化鈣設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案實(shí)驗(yàn)方案取三枚潔凈無銹的鐵釘

7、，分別放入取三枚潔凈無銹的鐵釘，分別放入3 3支試管中進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn)。支試管中進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn)。a a、試管、試管1 1中加入中加入少量的蒸餾水少量的蒸餾水，使鐵釘?shù)囊话虢]在水中。，使鐵釘?shù)囊话虢]在水中。b b、試管、試管2 2中注入中注入經(jīng)煮沸迅速冷卻的蒸餾水經(jīng)煮沸迅速冷卻的蒸餾水，使其浸沒鐵釘，使其浸沒鐵釘，上面加上植物油并塞緊橡皮塞。上面加上植物油并塞緊橡皮塞。c c、試管、試管3 3中加入中加入少量干燥劑少量干燥劑（生石灰或無水氯化鈣），再放（生石灰或無水氯化鈣），再放一團(tuán)干棉球，把鐵釘放在干棉球上，塞緊橡皮塞。一團(tuán)干棉球，把鐵釘放在干棉球上，塞緊橡皮塞。 隔絕氧氣隔絕氧氣沒有沒有氧氣氧

8、氣不能不能生銹生銹沒有沒有水蒸水蒸氣不氣不能生能生銹銹既有既有氧氣氧氣又有又有水能水能生銹生銹 沒有沒有氧氣氧氣不能不能生銹生銹沒有沒有水蒸水蒸氣不氣不能生能生銹銹既有既有氧氣氧氣又有又有水能水能生銹生銹 沒有沒有氧氣氧氣不能不能生銹生銹沒有沒有水蒸水蒸氣不氣不能生能生銹銹既有既有氧氣氧氣又有又有水能水能生銹生銹 水水銅陵被譽(yù)為我國的銅陵被譽(yù)為我國的“銅都銅都”。右圖是銅陵銅工藝品中著名的四喜。右圖是銅陵銅工藝品中著名的四喜娃娃，小明找到了分別用純銅、青銅娃娃，小明找到了分別用純銅、青銅(Cu、Sn合金合金)兩種材料制作兩種材料制作的四喜娃娃及用于實(shí)驗(yàn)的純銅片和青銅片。的四喜娃娃及用于實(shí)驗(yàn)的純

9、銅片和青銅片。(1)怎樣用化學(xué)方法區(qū)分這兩種四喜娃娃怎樣用化學(xué)方法區(qū)分這兩種四喜娃娃?區(qū)分純銅和青區(qū)分純銅和青銅的實(shí)驗(yàn)方法是：銅的實(shí)驗(yàn)方法是：_。(2)四喜娃娃為什么生銹了四喜娃娃為什么生銹了? 通過查閱資料得知，金屬銅長時(shí)間放置在空氣中，能夠和空氣通過查閱資料得知，金屬銅長時(shí)間放置在空氣中，能夠和空氣中氧氣等物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，生成銅綠中氧氣等物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，生成銅綠Cu2(OH)C03。請(qǐng)你根據(jù)。請(qǐng)你根據(jù)銅綠的組成推斷，銅變成銅綠時(shí)，空氣中的銅綠的組成推斷，銅變成銅綠時(shí)，空氣中的02、_、_參加了反應(yīng)。參加了反應(yīng)。(填化學(xué)式填化學(xué)式)(3)哪種四喜娃娃更容易生銹哪種四喜娃娃更容易生銹? 小

10、明發(fā)現(xiàn)從不同地點(diǎn)收集到的兩個(gè)四喜娃娃中，青銅娃娃身上小明發(fā)現(xiàn)從不同地點(diǎn)收集到的兩個(gè)四喜娃娃中，青銅娃娃身上的銹斑比純銅的多，他據(jù)此得出結(jié)論：青銅比純銅更容易生銹。的銹斑比純銅的多，他據(jù)此得出結(jié)論：青銅比純銅更容易生銹。他的這種推理方法是否科學(xué)他的這種推理方法是否科學(xué)?_。請(qǐng)說出理由。請(qǐng)說出理由_。2.防止鐵生銹的措施1.防止鐵生銹的原理防止鐵生銹的原理是什么是什么2.2.自行車的構(gòu)件如支架自行車的構(gòu)件如支架、鏈條、鋼圈等分別、鏈條、鋼圈等分別采取了什么防銹措施采取了什么防銹措施？思考思考:2.防止鐵生銹的措施防止鐵生銹的原理防止鐵生銹的原理將鐵與水、氧氣隔絕將鐵與水、氧氣隔絕制成不銹鋼制成不銹

11、鋼怎么防止鐵制品生銹呢？怎么防止鐵制品生銹呢？1.在車船的表面在車船的表面噴油漆噴油漆4.在機(jī)械表面在機(jī)械表面涂防銹油。涂防銹油。3.在面盆、杯子、等表在面盆、杯子、等表面面燒涂搪瓷。燒涂搪瓷。2. 在鋼鐵表面鍍上一層起在鋼鐵表面鍍上一層起保護(hù)作用的其他金屬。如：保護(hù)作用的其他金屬。如：在鋼鐵表面在鋼鐵表面鍍錫、鍍鋅、鍍錫、鍍鋅、和鍍鉻和鍍鉻資料：資料：根據(jù)已探明的一些礦物的儲(chǔ)藏量和目前根據(jù)已探明的一些礦物的儲(chǔ)藏量和目前消耗速度，有人估計(jì)一些礦物可供開采的年限消耗速度，有人估計(jì)一些礦物可供開采的年限如下圖所示。如下圖所示。（1）防止金屬生銹防止金屬生銹（2 2）金屬的回收和利用）金屬的回收和利

12、用（3 3）有計(jì)劃合理開采礦物，嚴(yán)）有計(jì)劃合理開采礦物，嚴(yán) 禁亂采礦禁亂采礦（4 4）尋找金屬替代品）尋找金屬替代品一、保護(hù)金屬的措施 稀土是儲(chǔ)量較少的一類稀土是儲(chǔ)量較少的一類金屬金屬的統(tǒng)稱，的統(tǒng)稱，有有“工業(yè)維生素工業(yè)維生素”和神奇的和神奇的新材料寶庫新材料寶庫的美的美稱。在石油、化工、冶金、紡織、陶瓷、玻稱。在石油、化工、冶金、紡織、陶瓷、玻璃、永磁材料等領(lǐng)域都得到了廣泛的應(yīng)用。璃、永磁材料等領(lǐng)域都得到了廣泛的應(yīng)用。稀土三基色熒光粉稀土三基色熒光粉釹鐵硼（稀土永磁材料）釹鐵硼（稀土永磁材料）永磁同步發(fā)電機(jī)永磁同步發(fā)電機(jī)硬盤硬盤談?wù)勀銓?duì)我國稀土資源保護(hù)的一些建議談?wù)勀銓?duì)我國稀土資源保護(hù)的一些

13、建議我國稀土礦資源開發(fā)利用中存在的問題我國稀土礦資源開發(fā)利用中存在的問題 1. 采礦選礦和冶煉分離產(chǎn)能嚴(yán)重過剩2.布局決策分散與低水平重復(fù)建設(shè)，資源浪費(fèi)嚴(yán)重3. 產(chǎn)業(yè)集中度低，產(chǎn)品趨同率高，缺乏市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力4. 出口過量，競(jìng)爭(zhēng)無序，價(jià)格失控1.要加強(qiáng)保護(hù)資源，合理開采，2.提高稀土資源利用率3.回收利用稀土回收利用稀土4.依靠技術(shù)創(chuàng)新和產(chǎn)品創(chuàng)新提高企業(yè)的依靠技術(shù)創(chuàng)新和產(chǎn)品創(chuàng)新提高企業(yè)的整體技術(shù)水平。整體技術(shù)水平。5.規(guī)范管理規(guī)范管理,出口有序出口有序談?wù)勀銓?duì)我國稀土資源保護(hù)的一些建議談?wù)勀銓?duì)我國稀土資源保護(hù)的一些建議1.1.煉鐵原理：煉鐵原理：在高溫下，一氧化碳奪取鐵礦石中在高溫下，一氧化碳奪取

14、鐵礦石中的氧，將鐵還原出來的氧，將鐵還原出來：2.2.鐵生銹的條件鐵生銹的條件： 與氧氣（或空氣）、水接觸與氧氣（或空氣）、水接觸 3.3.防止金屬生銹法：防止金屬生銹法：噴漆、涂油、制成不銹鋼、鍍耐腐蝕金屬等Fe2O3+3CO=2Fe+3CO2高溫高溫4.4.保護(hù)金屬資源的法：保護(hù)金屬資源的法：防止金屬的腐蝕；回收利防止金屬的腐蝕；回收利用廢舊金屬；有計(jì)劃、合用廢舊金屬；有計(jì)劃、合理地開采礦物；尋找金屬理地開采礦物；尋找金屬替代品替代品反饋練習(xí) 1.1.在下列條件下，鐵最容易生銹的是在下列條件下，鐵最容易生銹的是( )( ) A.A.有氧氣存在有氧氣存在 B.B.有水存在有水存在 C.C.在

15、潮濕空氣中在潮濕空氣中 D.D.表面表面有油污有油污2.2.下列關(guān)于鐵的說法正確的是（下列關(guān)于鐵的說法正確的是（ ）A A鐵部分銹蝕后沒有回收價(jià)值鐵部分銹蝕后沒有回收價(jià)值 B B鐵是地殼中含量最豐富的金屬元素鐵是地殼中含量最豐富的金屬元素 C C鐵生銹，產(chǎn)生的鐵銹能阻止鐵繼續(xù)被銹蝕鐵生銹，產(chǎn)生的鐵銹能阻止鐵繼續(xù)被銹蝕 D D鐵生銹是鐵在有氧氣和水等物質(zhì)存在的條件下，發(fā)鐵生銹是鐵在有氧氣和水等物質(zhì)存在的條件下，發(fā)生復(fù)雜化學(xué)反應(yīng)的過程生復(fù)雜化學(xué)反應(yīng)的過程3.3.在金屬表面覆蓋保護(hù)膜是普遍采用的金屬防銹措施在金屬表面覆蓋保護(hù)膜是普遍采用的金屬防銹措施之一。下列自行車的防銹措施中，不屬于覆蓋保護(hù)膜的之

16、一。下列自行車的防銹措施中，不屬于覆蓋保護(hù)膜的是是 （ ）A.A.擦拭保持潔凈與干燥擦拭保持潔凈與干燥 B.B.鏈條上油鏈條上油C.C.輪圈鍍鉻輪圈鍍鉻 D.D.車架噴漆車架噴漆l4.4.早在春秋戰(zhàn)國時(shí)期，我國就開始生產(chǎn)和使用鐵器工業(yè)早在春秋戰(zhàn)國時(shí)期，我國就開始生產(chǎn)和使用鐵器工業(yè)上煉鐵的原理是利用一氧化碳和氧化鐵的反應(yīng)某化學(xué)興趣上煉鐵的原理是利用一氧化碳和氧化鐵的反應(yīng)某化學(xué)興趣小組利用下圖裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究，請(qǐng)按要求填空：小組利用下圖裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究，請(qǐng)按要求填空： A B C（1）A中觀察到的現(xiàn)象是中觀察到的現(xiàn)象是 。寫出。寫出CO還原還原Fe2O3的化學(xué)方程式的化學(xué)方程式 ；（；（2）實(shí)驗(yàn)中

17、盛澄清石）實(shí)驗(yàn)中盛澄清石灰水的試管中可觀察到的現(xiàn)象是灰水的試管中可觀察到的現(xiàn)象是 _；（3）右邊導(dǎo)氣管口放置點(diǎn)燃的酒精燈的目的是）右邊導(dǎo)氣管口放置點(diǎn)燃的酒精燈的目的是 。5.5.某化學(xué)興趣小組對(duì)金屬的性質(zhì)做了如下探究，請(qǐng)你填寫空某化學(xué)興趣小組對(duì)金屬的性質(zhì)做了如下探究，請(qǐng)你填寫空格：（格：（1 1）用下圖所示實(shí)驗(yàn)探究鐵生銹的條件（每支試管）用下圖所示實(shí)驗(yàn)探究鐵生銹的條件（每支試管中均放有完全相同的潔凈鐵片）：中均放有完全相同的潔凈鐵片）：甲同學(xué)認(rèn)為，試管甲同學(xué)認(rèn)為，試管A A發(fā)生的現(xiàn)象就能夠說明鐵的銹蝕是鐵與空氣中的氧發(fā)生的現(xiàn)象就能夠說明鐵的銹蝕是鐵與空氣中的氧氣、水蒸氣共同作用的結(jié)果。乙同學(xué)不

18、同意他的觀點(diǎn)，認(rèn)為必須全面氣、水蒸氣共同作用的結(jié)果。乙同學(xué)不同意他的觀點(diǎn)，認(rèn)為必須全面觀察試管觀察試管_（選填試管編號(hào)）發(fā)生的現(xiàn)象，并經(jīng)過科學(xué)（選填試管編號(hào)）發(fā)生的現(xiàn)象，并經(jīng)過科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)耐评?，才能得出上述結(jié)論。嚴(yán)謹(jǐn)?shù)耐评恚拍艿贸錾鲜鼋Y(jié)論。 試管試管E E實(shí)驗(yàn)的目的是進(jìn)一步探究鐵在實(shí)驗(yàn)的目的是進(jìn)一步探究鐵在_的環(huán)境的環(huán)境中是否更容易銹蝕。中是否更容易銹蝕。為防止金屬銹蝕，除了采用覆蓋保護(hù)膜等措施以外，還可以制成合金為防止金屬銹蝕，除了采用覆蓋保護(hù)膜等措施以外，還可以制成合金。這是因?yàn)楹辖鹋c純金屬相比，其組成和內(nèi)部組織結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，從。這是因?yàn)楹辖鹋c純金屬相比，其組成和內(nèi)部組織結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，從而

19、引起而引起_的變化的變化。煮沸過的蒸餾水植物油ABCDE干燥的空氣食鹽水食醋反饋練習(xí) 1.1.在下列條件下，鐵最容易生銹的是在下列條件下，鐵最容易生銹的是( )( ) A.A.有氧氣存在有氧氣存在 B.B.有水存在有水存在 C.C.在潮濕空氣中在潮濕空氣中 D.D.表面有油污表面有油污2.2.下列關(guān)于鐵的說法正確的是（下列關(guān)于鐵的說法正確的是（ ）A A鐵部分銹蝕后沒有回收價(jià)值鐵部分銹蝕后沒有回收價(jià)值 B B鐵是地殼中含量最豐富的金屬元素鐵是地殼中含量最豐富的金屬元素 C C鐵生銹，產(chǎn)生的鐵銹能阻止鐵繼續(xù)被銹蝕鐵生銹，產(chǎn)生的鐵銹能阻止鐵繼續(xù)被銹蝕 D D鐵生銹是鐵在有氧氣和水等物質(zhì)存在的條件下

20、，發(fā)生復(fù)雜化鐵生銹是鐵在有氧氣和水等物質(zhì)存在的條件下，發(fā)生復(fù)雜化學(xué)反應(yīng)的過程學(xué)反應(yīng)的過程3.3.在金屬表面覆蓋保護(hù)膜是普遍采用的金屬防銹措施之一。下在金屬表面覆蓋保護(hù)膜是普遍采用的金屬防銹措施之一。下列自行車的防銹措施中，不屬于覆蓋保護(hù)膜的是列自行車的防銹措施中，不屬于覆蓋保護(hù)膜的是 （ ）A.A.擦拭保持潔凈與干燥擦拭保持潔凈與干燥 B.B.鏈條上油鏈條上油C.C.輪圈鍍鉻輪圈鍍鉻 D.D.車架噴漆車架噴漆CDAl4.4.早在春秋戰(zhàn)國時(shí)期，我國就開始生產(chǎn)和使用鐵器工業(yè)早在春秋戰(zhàn)國時(shí)期，我國就開始生產(chǎn)和使用鐵器工業(yè)上煉鐵的原理是利用一氧化碳和氧化鐵的反應(yīng)某化學(xué)興趣上煉鐵的原理是利用一氧化碳和氧化鐵的反應(yīng)某化學(xué)興趣小組利用下圖裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究，請(qǐng)按要求填空：小組利用下圖裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究，請(qǐng)按要求填空： A B C（1）A中觀察到的現(xiàn)象是中觀察到的現(xiàn)象是 。寫出。寫出CO還原還原Fe2O3的化學(xué)方程式的化學(xué)方程式 ；（；（2）實(shí)驗(yàn)中盛澄清石）實(shí)驗(yàn)中盛澄清石灰水的試管中可觀察到的現(xiàn)象是灰水的試管中可觀察到的現(xiàn)象是 _；（3）右邊導(dǎo)