1、課題3金屬資源的保護(hù)和利用,樹(shù)梁中學(xué),地球上的金屬?gòu)V泛地存在于地殼和浩瀚的海洋中，金屬存在形式：?jiǎn)钨|(zhì)（很不活潑金屬）、化合物,自然界中以單質(zhì) 形式存在的金,自然界中以單質(zhì)形 式存在的銀,地殼中各種元素的含量（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）,將化合物中的金屬元素提取出來(lái)的過(guò)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(guò)哪些途徑得到金屬材料 鐵？,磁鐵礦（主要成分Fe3O4）,赤鐵礦（主要成分Fe2O3）,想一想： 假如你是煉鐵廠的廠長(zhǎng)，你認(rèn)為哪種礦石最不適宜作為工業(yè)煉鐵的原料？, 除了焦炭和一氧化碳可以還原出鐵來(lái) ，氫氣也可以。你準(zhǔn)備選用哪種物質(zhì)來(lái)煉鐵？,70%,72.4%,48

2、.3%,46.7%,48.3%,46.7%,選礦石的原則:,含鐵量多，且污染少。即可提高經(jīng)濟(jì)效益，又可減少環(huán)境的污染。,鐵的冶煉,早在春秋戰(zhàn)國(guó)時(shí)期，我國(guó)就開(kāi)始生產(chǎn)和使用鐵器， 從公元1世紀(jì)起，鐵便成了一種最主要的金屬材料。,上海寶山鋼鐵公司煉鐵高爐,為紀(jì)念1996年中國(guó)鋼產(chǎn)產(chǎn)量突破1億 噸而發(fā)行而發(fā)行的郵箱,一、鐵的冶煉,冶煉的關(guān)鍵: 鐵的氧化物(Fe2O3)鐵(Fe), 實(shí)驗(yàn)過(guò)程中能觀察到什么現(xiàn)象？, 酒精燈、澄清石灰水的作用分別是什么？,鐵,A,B,現(xiàn)象和分析：,現(xiàn)象：紅色的粉末逐漸變成黑色 生成的氣體使澄清的石灰水變渾濁 尾氣燃燒并產(chǎn)生藍(lán)色火焰 分析：紅色的氧化鐵被CO還原生成單質(zhì)鐵，C

3、O在高溫下得氧生成CO2，未反應(yīng)的CO燃燒產(chǎn)生藍(lán)色火焰。,實(shí)驗(yàn)步驟,檢查裝置氣密性 裝入藥品并固定 向玻璃管中通入N2 點(diǎn)燃酒精燈B，再通入CO 點(diǎn)燃酒精噴燈A 反應(yīng)完成后熄滅酒精噴燈A 試管冷卻后停止通入CO 熄滅酒精燈B,一氧化碳早出晚歸 酒精燈遲到早退,注意,1、實(shí)驗(yàn)中先通一段時(shí)間CO（或通N2），再加熱Fe2O3的目的： 排出裝置內(nèi)的空氣，以免加熱時(shí)CO與空氣混合，可能會(huì)發(fā)生爆炸。 2、實(shí)驗(yàn)完畢后繼續(xù)通一氧化碳的目的 防止生成的鐵在高溫下重新被氧化。 防止石灰水倒吸； 3、尾氣的成分中含有CO，必須加以處理，方法有 （1）、用氣球收集； （2）、點(diǎn)燃；,C+O2=CO2,C+CO2=2

4、CO,3CO+Fe2O3=2Fe+3CO2,高溫,高溫,點(diǎn)燃,將鐵礦石中的 SiO2轉(zhuǎn)變?yōu)闋t渣,（Fe2O3）,生鐵,出鐵口,爐渣,出渣口,高爐氣體,高爐氣體, 產(chǎn)生一氧化碳 作燃料，提供高溫,原料: 原理:,過(guò)量空氣.,焦炭,焦炭.,高溫,高溫,赤鐵礦,高溫,在高溫下,利用爐內(nèi)反應(yīng)生成的一氧 化碳把鐵從鐵礦石里還原出來(lái)。,主要反應(yīng)原理:,Fe2O3+ CO= Fe+ CO2,3,3,2,高溫,CO2,CO,Fe,鐵礦石.焦炭. 石灰石.空氣,設(shè)備:,出生鐵（產(chǎn)品）,高爐,一、鐵的冶煉,在實(shí)驗(yàn)室用一氧化碳還原氧化鐵的實(shí)驗(yàn)中，當(dāng)用酒精 噴燈給氧化鐵加熱一段時(shí)間后，我們將看到固體由 _色變成_色，

5、這時(shí)氧化鐵變成_，實(shí)驗(yàn)中 石灰水會(huì)變_，用酒精燈點(diǎn)燃尾氣的作用 是_。,紅,黑,鐵,白色渾濁,防止一氧化碳污染空氣,請(qǐng)寫(xiě)出相關(guān)的化學(xué)方程式： _ _,設(shè)備：高爐 原料：鐵礦石、焦炭、石灰石 原理：利用焦炭與氧氣反應(yīng)生成的一氧化碳把鐵從鐵礦石里還原出來(lái)。,工業(yè)上:,某煉鐵廠用于煉鐵的主要原料是赤鐵礦石（主要含有Fe2O3 ）、焦炭、空氣等，主要反應(yīng)過(guò)程如下圖所示：, 煉鐵廠用于煉鐵的主要設(shè)備是：。 在上述框圖中A、B所對(duì)應(yīng)的有關(guān)反應(yīng)生成物的化學(xué)式分別是：、 。 寫(xiě)出上述反應(yīng)的化學(xué)方程式。 ； 在此過(guò)程中，焦炭的作用是 、 。,高爐,一氧化碳,產(chǎn)生一氧化碳,提供熱量,二氧化碳,看課本17頁(yè)實(shí)驗(yàn)8-

6、3,某同學(xué)改進(jìn)CO還原氧化鐵實(shí)驗(yàn)裝置如圖,1.若先給氧化鐵加熱,再通CO,后果_ 2.寫(xiě)出A中反應(yīng)的方程式_ 3.根據(jù)B裝置現(xiàn)象可以判斷反應(yīng)是否發(fā)生 ,則B中試劑為_(kāi) 4.C裝置作用_ 5.C裝置收集氣體利用_性質(zhì),涉及到雜質(zhì)問(wèn)題的計(jì)算：化學(xué)方程式所表達(dá)的都是純凈物質(zhì)發(fā)生化學(xué)變化時(shí)的相互關(guān)系，各化學(xué)式所規(guī)定的化學(xué)量，反映的是純凈物之間的數(shù)量系在實(shí)際生產(chǎn)中，所用的原料或產(chǎn)物一般都是含有雜質(zhì)的。因此，在實(shí)際生產(chǎn)中必然會(huì)涉及到雜質(zhì)的計(jì)算問(wèn)題。當(dāng)參與反應(yīng)的物質(zhì)含雜質(zhì)時(shí)，應(yīng)先要把含雜質(zhì)物質(zhì)的質(zhì)量換算成純凈物質(zhì)的質(zhì)量，再進(jìn)行計(jì)算 純物質(zhì)質(zhì)量不純物質(zhì)總量純物質(zhì)所占質(zhì)量分?jǐn)?shù),例3、計(jì)算多少噸鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為96

7、%的生鐵中含鐵560t？,例2、1000t含雜質(zhì)20%的赤鐵礦石中含氧化鐵的質(zhì)量是多少？,解：1000t赤鐵礦石中含氧化鐵的質(zhì)量為：1000t(1-20%)=800t,解：生鐵的質(zhì)量為：560t96%=583t,反應(yīng)物或生成物是混合物必須進(jìn)行換算，換算方法如下：,混合物質(zhì)量,質(zhì)量分?jǐn)?shù),質(zhì)量分?jǐn)?shù),純凈物質(zhì)量,例：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t？,例4、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？,80%,800t,560t,生鐵的質(zhì)量=560t96%=583t,練習(xí)：要煉出含2%雜質(zhì)的生鐵160

8、0噸，需要含氧化鐵質(zhì)量分?jǐn)?shù)為80%的赤鐵礦石多少噸？,解1:設(shè)需要含氧化鐵質(zhì)量分?jǐn)?shù)為80%的赤鐵礦石質(zhì)量為X,解,生鐵1600噸含純鐵的質(zhì)量為：1600噸（12%）= 1568噸,Fe2O3 + 3CO = 2Fe + 3CO2,高溫,160,112,80%.X,1568噸,X=2800噸,答：略,二、金屬資源保護(hù),全球每年因腐蝕而報(bào)廢的金屬材料 相當(dāng)于年產(chǎn)量的2040！,其中，鋼鐵制品因生銹的損失每年 約占世界總產(chǎn)量的四分之一。,思考,1 、金屬資源短缺對(duì)人類社會(huì)發(fā)展意味著什么呢？ 2 、金屬腐蝕的條件是什么？如何防腐？ 3、如何保護(hù)金屬資源？,活動(dòng)與探究一:鐵生銹的條件,水,植物油,蒸餾水

9、,烘 干 的 試 管,（一）金屬的腐蝕和防護(hù),觀察的現(xiàn)象：,試管中鐵釘表面生成了一層紅褐色的鐵 銹，且與水面接觸處生銹最嚴(yán)重； 無(wú)明顯變化。,鐵生銹實(shí)際上是鐵與空氣中的氧氣、水 蒸氣等發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的過(guò)程。,實(shí)驗(yàn)結(jié)論,1、光亮的鐵釘在下列情況下,最先生銹的是,練一練,鐵銹很疏松多孔，所以鐵可以完全被銹蝕。,2.鐵生銹的條件：,鐵生銹是（ ）與空氣中的（ ）、( ) 共同作用的結(jié)果； 鐵在( )中最容易生銹。,（2）.鐵銹主要成分：Fe2O3XH2O,鐵,氧氣,水,潮濕的空氣,（3 ）加快鐵生銹速率的情況,酸性污染物的存在(酸雨),加快生銹速度,離子化合物的存在(氯化鈉),高溫(加快化學(xué)反應(yīng)速度)

10、,與活潑性較低金屬接觸（置換反應(yīng)),經(jīng)刮擦或凹凸扭曲表面(增加接觸面),（二）防止鐵制品銹蝕的建議：,2、原理：,隔絕空氣或隔絕水,1、除銹的方法：,物理：,用砂紙打磨（或小刀刮）,化學(xué)：,稀鹽酸浸洗,生活：,用醋浸泡,. 保持鐵制品表面的潔凈、干燥,.在鐵制品表面 涂一層保 護(hù)膜,3、具體方法：,通過(guò)化學(xué)反應(yīng)使鐵制品表面生成 一層致密的氧化物薄膜。5、如烤藍(lán)如鋸條,制成合金，以改變金屬內(nèi)部組織的結(jié)構(gòu)。 如不銹鋼,自行車(chē)的構(gòu)件支架、鏈條、鋼圈分別采取了什么防銹措施？,支架刷漆 鏈條涂油 鋼圈電鍍 。,（三）金屬資源保護(hù),（1）防止金屬的腐蝕 （2）回收和利用廢舊金屬 （3）合理有效地開(kāi)采礦物 （4）尋找金屬的代用品,討論：金屬回收利用的意義？,練習(xí)： 例5某同學(xué)晚上幫媽媽做飯，切完青菜就將菜刀放在砧板上，第二天早晨發(fā)現(xiàn)菜刀生銹了 試問(wèn)：（1）菜刀上是否發(fā)生了化學(xué)反應(yīng)？ （2）菜刀為什么會(huì)生銹？ （3）為了防止這把菜刀生銹，該同學(xué)應(yīng)該怎么做？,答案：（1）菜刀生銹，生成了與鐵不同的物質(zhì)，即生成了新物質(zhì)，發(fā)生了化學(xué)反應(yīng) （2）用菜刀切青菜，刀上必沾水，放在砧板上又與空氣中的氧氣接觸，滿足了鐵銹蝕的條件，所以生銹 （3）為防止菜刀生銹，可將菜刀洗凈擦干，放在干燥處即可，