課題3《金屬資源的利用和保護(hù)》課件第一頁(yè)，共46頁(yè)。課題3金屬資源的利用和保護(hù)白廟中心學(xué)校徐中第二頁(yè)，共46頁(yè)。世界跨徑最大的斜拉橋———蘇通大橋

蘇通大橋總長(zhǎng)8206米，斜拉橋主孔跨度1088米，列世界第一；主塔高度306米,列世界第一；斜拉索的長(zhǎng)度580米,列世界第一。

第三頁(yè)，共46頁(yè)。人類生活離不開金屬第四頁(yè)，共46頁(yè)。金屬有廣泛的用途，對(duì)于人類社會(huì)起著不可替代的作用!軍事與科技也需要大量的金屬第五頁(yè)，共46頁(yè)。一.金屬元素在自然界中的存在

金屬元素在自然界中分布很廣，極少數(shù)不活潑的金屬（如鉑、金、銀等）有單質(zhì)形式存在；第六頁(yè)，共46頁(yè)。圖5—2地殼中金屬的百分含量

鋁7.73%

鐵4.75%

鈣3.45%

鈉2.74%

鉀2.47%

鎂2.00%

含有礦物的巖石稱為礦石鐵礦石等都是常見的礦石

其余大多數(shù)以化合物的形式存在。金屬化合物在自然界中以礦物的形式存在。第七頁(yè)，共46頁(yè)。常見幾種金屬礦物的成分磁鐵礦褐鐵礦赤鐵礦Fe3O4Fe2O3·XH2OFe2O3第八頁(yè)，共46頁(yè)。

孔雀石Cu2(OH)2CO3赤銅礦

Cu2O第九頁(yè)，共46頁(yè)。赤鐵礦黃鐵礦菱鐵礦鋁士礦黃銅礦輝銅礦第十頁(yè)，共46頁(yè)。

我國(guó)是世界上已知礦物種類比較齊全的少數(shù)國(guó)家這一，礦物儲(chǔ)量也很豐富，其中鎢、鉬、鈦、錫、銻等儲(chǔ)量居世界前列，銅、鋁、錳等儲(chǔ)量在世界觀上也占有重要志地位。

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)的金屬用于工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和其它領(lǐng)域。其中，提取量最大的是鐵。第十一頁(yè)，共46頁(yè)。礦產(chǎn)與數(shù)字中國(guó)已探明儲(chǔ)量的金屬礦產(chǎn)有54種。

鐵礦：全國(guó)已探明的鐵礦區(qū)有1834處。錳礦：全國(guó)已探明的錳礦區(qū)共有213處鉻鐵礦：有56處產(chǎn)地。銅礦：已探明礦區(qū)910處。鋁土礦：有310處產(chǎn)地。鉛鋅礦：有產(chǎn)地700多處。鎳礦：有產(chǎn)地近百處。鉬礦：有產(chǎn)地222處。鎢礦：探明產(chǎn)地252處。錫礦：探明產(chǎn)地293處。汞、銻礦：探明汞產(chǎn)地103處、銻產(chǎn)地111處。金礦：探明礦區(qū)1265處。銀礦，探明產(chǎn)地569處。第十二頁(yè)，共46頁(yè)。二.鐵的冶煉第十三頁(yè)，共46頁(yè)。將化合物中的金屬元素提取出來的過程稱之為金屬的冶煉，在我國(guó)冶煉量最大的就是鐵。思考：根據(jù)你所學(xué)的化學(xué)知識(shí)，可通過哪些途徑得到金屬材料

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鐵？

第十四頁(yè)，共46頁(yè)?，F(xiàn)象分析反應(yīng)式尾氣處理紅色的Fe2O3變成灰黑色，同時(shí)產(chǎn)生的氣體使澄清的石灰水變渾濁一氧化碳還原氧化鐵生成鐵粉(灰黑色)與二氧化碳1.實(shí)驗(yàn)室用一氧化碳還原氧化鐵①用燃著的酒精燈將尾氣點(diǎn)燃或②用氣球收集尾氣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)第十五頁(yè)，共46頁(yè)。實(shí)驗(yàn)步驟：①.按下圖組裝儀器，并檢查其氣密性。②把少量研細(xì)的氧化鐵粉末裝進(jìn)硬質(zhì)玻璃管中。③把硬質(zhì)玻璃管接入裝置系統(tǒng)中，先通入一氧化碳?xì)怏w排除空氣，防止一氧化碳與空氣混合受熱爆炸。點(diǎn)燃出氣口處的酒精燈(或用氣球收集)，防止一氧化碳污染空氣。待排盡后，點(diǎn)燃酒精噴燈，并觀察裝置中所發(fā)生的變化。④當(dāng)紅棕色粉末已轉(zhuǎn)變成黑色后，停止加熱，再通入一會(huì)兒一氧化碳，直至玻璃管冷卻，防止Fe被氧化。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。第十六頁(yè)，共46頁(yè)。原料：鐵礦石、焦炭、石灰石Fe2O3+3CO===2Fe+3CO2高溫2.工業(yè)煉鐵：反應(yīng)的化學(xué)方程式：CO是還原劑；Fe2O3是氧化劑⑴原理：焦炭在高溫條件下跟O2反應(yīng)生成CO,CO作還原劑，在高溫條件下把鐵礦石中的鐵還原出來。第十七頁(yè)，共46頁(yè)。磁鐵礦（主要成分Fe3O4）赤鐵礦（主要成分Fe2O3）黃鐵礦（主要成分FeS2）菱鐵礦（主要成分FeCO3）想一想：⑴你認(rèn)為哪種礦石最不適宜作為工業(yè)煉鐵的原料？

⑵除了焦炭和一氧化碳可以還原出鐵來，氫氣也可以。你準(zhǔn)備選用哪種物質(zhì)來煉鐵？70%72.4%48.3%46.7%第十八頁(yè)，共46頁(yè)。將鐵礦石中的SiO2轉(zhuǎn)變?yōu)闋t渣點(diǎn)燃⑴C+O2===2CO2高溫⑵C+CO2===2CO（Fe2O3）生鐵出鐵口爐渣出渣口⑶Fe2O3+3CO=====2Fe+3CO2高溫高爐氣體高爐氣體①產(chǎn)生一氧化碳②提供熱量原料第十九頁(yè)，共46頁(yè)。1、原料：黃鐵礦FeS2赤鐵礦Fe2O3菱鐵礦FeCO3磁鐵礦Fe3O42、原理：在高溫下，利用焦炭與氧氣反應(yīng)生成的一氧化碳把鐵從鐵礦石中還原出來Fe2O3+3CO2Fe+3CO2高溫石灰石、鐵礦石焦炭、空氣3、設(shè)備：高爐化學(xué)方程式：70%48.27%46.67%72.41%含鐵量小結(jié)：4、產(chǎn)品：生鐵第二十頁(yè)，共46頁(yè)。補(bǔ)充：煉鋼視頻：工業(yè)上生鐵煉鋼第二十一頁(yè)，共46頁(yè)。高溫解：設(shè)每天可以煉出的生鐵質(zhì)量為XFe2O3+3CO=====2Fe+3CO2

1601121000tX1601000t112XX=700t答：該廠理論上每天可以煉出含鐵96%的生鐵700噸。=例:某鋼鐵廠每天需要消耗1000t含氧化鐵80%的赤鐵礦石，該廠理論上每天可以煉出含鐵96%的生鐵多少噸？第二十二頁(yè)，共46頁(yè)。有關(guān)雜質(zhì)問題的計(jì)算輔助練習(xí)1、1000t含雜質(zhì)20%的赤鐵礦石中含氧化鐵的質(zhì)量是多少？氧化鐵的質(zhì)量：

1000t×（1-20%）=800t純物質(zhì)的質(zhì)量=

不純物質(zhì)的質(zhì)量×物質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)第二十三頁(yè)，共46頁(yè)。輔助練習(xí)2、計(jì)算560t鐵存在于多少噸鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為96%的生鐵中？生鐵的質(zhì)量：560t÷96%=583.3t不純物質(zhì)的質(zhì)量=

純物質(zhì)的質(zhì)量÷物質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)第二十四頁(yè)，共46頁(yè)。高溫解：設(shè)每天可以煉出的生鐵質(zhì)量為XFe2O3+3CO=====2Fe+3CO2

1601121000tX1601000t112XX=700t答：該廠理論上每天可以煉出含鐵96%的生鐵700噸。=×80%×96%800t96%x583.3t583.3t第二十五頁(yè)，共46頁(yè)。解法2：注意：帶入化學(xué)方程式計(jì)算的數(shù)據(jù)應(yīng)是純凈物質(zhì)量赤鐵礦石→氧化鐵→鐵→生鐵1000t×80%×70%÷96%=583.3t生鐵的質(zhì)量：第二十六頁(yè)，共46頁(yè)。反饋練習(xí)：要煉出含雜質(zhì)2%的生鐵3200噸，需要含氧化鐵質(zhì)量分?jǐn)?shù)為80%的赤鐵礦石多少噸？生鐵→鐵→氧化鐵→赤鐵礦石3200t×（1-2%）÷70%÷80%=4571.5t赤鐵礦石:解：設(shè)每天需赤鐵礦石的質(zhì)量為XFe2O3+3CO=====2Fe+3CO2

16011280%X3200t×（1-2%）

16080%X1123200t×98%X=4571.5t答：該廠理論上每天需赤鐵礦石4571.5噸。=高溫第二十七頁(yè)，共46頁(yè)。

據(jù)有關(guān)資料報(bào)導(dǎo)，現(xiàn)在全世界每年被腐蝕而報(bào)廢的金屬設(shè)備和材料相當(dāng)于年產(chǎn)量的20%——40%鋼鐵的最大的弱點(diǎn)就是容易生繡三.金屬資源保護(hù)1.金屬的腐蝕和防護(hù)第二十八頁(yè)，共46頁(yè)。鐵軌的銹蝕鐵釘?shù)纳P各種鐵制品的銹蝕

為了減少損失，需要探究金屬銹蝕的原因、防護(hù)的方法和廢金屬的回收利用金屬銹蝕給人類帶來了巨大的損失。第二十九頁(yè)，共46頁(yè)。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中注滿迅速冷卻的沸水塞緊橡皮塞步驟三、在試管3中加入少量干燥劑（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，塞緊橡皮塞第三十頁(yè)，共46頁(yè)。

一周后鐵釘浸沒一半在水中：鐵在空氣、水的界面處生銹鐵釘完全浸沒在水中（上面還加植物油）：鐵未生銹鐵釘放在干燥的空氣中（加干燥劑等）：鐵未生銹全浸在水中一半在水中干燥空氣中第三十一頁(yè)，共46頁(yè)。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。（緩慢氧化，放熱）第三十二頁(yè)，共46頁(yè)。鐵在空氣中銹蝕，實(shí)際上是鐵跟氧氣、水等物質(zhì)相互作用，發(fā)生一系列復(fù)雜的化學(xué)變化，使鐵轉(zhuǎn)化為鐵的化合物的過程鐵銹成分復(fù)雜，主要是Fe2O3·XH2O它是一種疏松多孔的物質(zhì)鐵銹

鐵銹這種多孔性的物質(zhì)，能讓水分和空氣穿過它的空隙，不斷向里層滲透，繼續(xù)跟鐵反應(yīng)，直至鐵被完全銹蝕。第三十三頁(yè)，共46頁(yè)。鐵與空氣中的氧氣、水蒸氣發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。鐵銹的成份很復(fù)雜,主要為氧化鐵Fe2O3·XH2O。(Fe2O3·XH2O很疏松，易吸水，不能阻礙里層的鐵繼續(xù)與氧氣、水蒸氣反應(yīng)，如不及時(shí)除去，會(huì)加快鐵制品的生銹，使鐵全部被腐蝕。而鋁不同，鋁與氧氣反應(yīng)生成致密的Al2O3薄膜，覆蓋在鋁的表面，從而保護(hù)里層的鋁不再與氧氣反應(yīng)，所以鋁耐腐蝕。)鐵生銹的條件：⑴要有能夠發(fā)生反應(yīng)的物質(zhì)(Fe、H2O、O2)；鐵制品銹蝕的條件:⑵反應(yīng)物要能相互接觸；⑶生成物不會(huì)對(duì)反應(yīng)起阻礙作用。4Fe+3O2+2XH2O=2Fe2O3·XH2O

(緩慢氧化)第三十四頁(yè)，共46頁(yè)。在切過咸菜的鐵質(zhì)菜刀同一面上選相近的三處進(jìn)行下列實(shí)驗(yàn)一處：用濕棉球濕潤(rùn)；一處：用干布檫干一處：用干布檫干后，涂上一層食油；放置一晝夜，觀察菜刀三處表面發(fā)生的變化鐵鐵銹與空氣（氧氣）接觸與水接觸第三十五頁(yè)，共46頁(yè)。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。（為什么？）如：在鋼鐵表面鍍錫、鍍鋅、和鍍鉻鍍銅？第三十六頁(yè)，共46頁(yè)。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：第三十七頁(yè)，共46頁(yè)。小結(jié)：金屬防腐蝕的方法：改變金屬的本質(zhì)制成合金鋼，如不銹鋼形成保護(hù)層刷油漆、涂油、燒制搪瓷、電鍍上一層耐腐蝕的金屬、通過化學(xué)方法使表面形成氧化物薄膜等

改善腐蝕環(huán)境等等保持鐵制品表面干燥和潔凈第三十八頁(yè)，共46頁(yè)。

圖8-25據(jù)估計(jì)一些礦物可供開采的年限2.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。第三十九頁(yè)，共46頁(yè)。討論對(duì)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(gòu)站為什么要收購(gòu)廢鐵、廢銅、和易拉罐等金屬？第四十頁(yè)，共46頁(yè)。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。第四十一頁(yè)，共46頁(yè)。討論廢棄金屬的回收有什么意義？