1、課題3 金屬資源的利用和保護(hù),第1課時 金屬資源的利用,金屬元素在地殼中含量,圖8-16 自然界以單質(zhì)形式存在的金,圖8-17 自然界以單質(zhì)形式存在的銀,除少數(shù)不活潑的金屬如金、銀等有單質(zhì)形式存在外,其余都以化合物形式存在。,金屬的存在形式：,單質(zhì)( 少數(shù)，如金和銀),化合物( 大多數(shù)，如各種鐵礦石),赤鐵礦（主要成分是Fe2O3 ）,菱鐵礦（主要成分是FeCO3 ）,圖8-18 常見的礦石,磁鐵礦（主要成分是Fe3O4）,圖8-18 常見的礦石,輝銅礦（主要成分是Cu2S）,黃銅礦（主要成分是CuFeS2）,鋁土礦(主要成分是Al2O3 ),一、鐵的冶煉：,生熟煉鐵爐一,生熟煉鐵爐二,圖8-

2、19 我國古代煉鐵圖,圖8-20 一氧化碳還原氧化鐵,紅色的Fe2O3變成灰黑色，同時產(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.實驗室用一氧化碳還原氧化鐵,用燃著的酒精燈將尾氣點燃或用氣球收集尾氣,實驗步驟：,按下圖組裝儀器，并檢查其氣密性。,把少量研細(xì)的氧化鐵粉末裝進(jìn)硬質(zhì)玻璃管中。,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，點燃酒精噴燈，并觀察裝置中所發(fā)生的變化。,當(dāng)紅棕色粉末已轉(zhuǎn)變成黑色后，停止加熱，再通入一會兒一氧化碳，直至玻璃管冷

3、卻，防止Fe被氧化。,原料：鐵礦石、焦炭、石灰石,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,原理： 焦炭在高溫條件下跟碳與O2反應(yīng)生成CO2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。,設(shè)備：煉鐵高爐,將礦石中的SiO2轉(zhuǎn)變成爐渣,圖8-20 上海寶山鋼鐵公司煉鐵高爐,圖8-21 為紀(jì)念1996年中國鋼產(chǎn)量突破1億噸而發(fā)行的郵票；2010年中國粗鋼產(chǎn)量已超過6億噸,在實際生產(chǎn)時,所用的原料或產(chǎn)物一般都含有雜質(zhì),在計算用量和產(chǎn)量時,應(yīng)考慮到雜質(zhì)問題。,不純物質(zhì)、純物質(zhì)、純度之間的關(guān)系：,列比例時，一定要用純量。,3、含雜質(zhì)的物質(zhì)的化學(xué)方程式的計

4、算：,m(純) = m(不純 )純度,m(不純) = m(純) 純度,例題：用1000t含氧化鐵(Fe2O3) 80%的赤鐵礦石，理論上可煉含鐵96%的生鐵多少噸？,解：1000t赤鐵礦石中含氧化鐵的質(zhì)量為1000t 80%800t。 設(shè)800t氧化鐵理論上可以煉出鐵的質(zhì)量為X。,160 112,800t X,X560t,折合含鐵96%的生鐵的質(zhì)量為560t 96%583t(純化雜),答： 1000t含氧化鐵(Fe2O3) 80%的赤鐵礦石，理論上可煉出含鐵96%的生鐵為583t。,或設(shè)800t氧化鐵理論上可以煉含鐵96%的生鐵質(zhì)量為X。,160 112 800t X96%,160 :1128

5、00t :X96% X583t,(雜化純),設(shè)需含F(xiàn)e2O3質(zhì)量分?jǐn)?shù)為85%的赤鐵礦石的質(zhì)量為x。,解：生鐵中含純鐵：3000t(15%)=2850t,X4790t,答：該3000 t生鐵中含純鐵2850t。 該煉鋼廠每天需含F(xiàn)e2O3質(zhì)量分?jǐn)?shù)為85%的赤鐵礦石為4790t。,1、某煉鋼廠日產(chǎn)含雜質(zhì)5%的生鐵3000t，試計算：該3000 t生鐵中含純鐵多少噸？ 該煉鋼廠每天需含F(xiàn)e2O3質(zhì)量分?jǐn)?shù)為85%的赤鐵礦石多少噸？（計算結(jié)果保留整數(shù)）,練習(xí)：,2、下圖是課堂中模擬煉鐵的實驗裝置。,（1）寫出圖中標(biāo)有序號的儀器名稱 ， 。 (2)實驗過程中，先要進(jìn)行的是_ 。（填或） 加熱 通一氧化碳

6、(3)A中反應(yīng)的化學(xué)方程式是 B中反應(yīng)的化學(xué)方程式是 。 B中觀察到的現(xiàn)象是_ 。 (4)該裝置的不足之處是 。,鐵架臺,試管,沒有尾氣處理裝置（或沒有用燃著的酒精燈處理尾氣等）,Ca(OH)2+CO2=CaCO3+H2O,澄清的石灰水變渾濁,3、右下圖是金屬活動性順序表中銅、錫、鐵和鋁元素被人類大規(guī)模開發(fā)、利用的大致年限。,選擇編號填空：鋁的利用比銅和鐵晚得多，原因是 ；目前鋁在多個領(lǐng)域替代易生銹的鋼鐵，其主要原因是 。 鋁的密度小 鋁很活潑 地殼中鋁的含量高 鋁的表面易生成致密的保護(hù)膜,課題3 金屬資源的利用和保護(hù),第2課時 金屬資源保護(hù),為什么要保護(hù)金屬資源？,二、金屬資源保護(hù),保護(hù)金屬

7、資源的原因,每年大量開采(數(shù)以億噸計),每年大量的金屬被腐蝕(相當(dāng)于年產(chǎn)量的20%40%),P17,1、金屬的腐蝕和防護(hù),人們采取了許多措施，但每年全世界因生銹而損失的鋼鐵約 占世界年產(chǎn)量的四分之一！,如何防銹？,a.在干燥空氣中 b.浸沒在水中 c.半截浸沒在水中,鐵的生銹過程,哪種條件下,鐵最易生銹?為什么?,植物油,請思考：,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)，如不及時除去，會加快鐵制品的生銹，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

8、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：,要有能夠發(fā)生反應(yīng)的物質(zhì)(Fe、H2O、O2),反應(yīng)物要能相互接觸,生成物不會對反應(yīng)起阻礙作用,4Fe+3O2+2XH2O=2Fe2O3 XH2O (緩慢氧化),防止鐵生銹的方法(破壞鐵生銹的條件即可),1.保持鐵制品表面的潔凈和干燥。,2、在鐵制品表面涂一層保護(hù)膜，如涂油、刷漆、搪瓷、鍍上 耐腐蝕的金屬、烤藍(lán)（即在機(jī)械零件或槍械上加熱或浸入氧化性溶液中，表面生成一層極薄的藍(lán)色、棕色或黑色的致密的氧化膜保護(hù)層），使鐵制品與空氣隔絕,3、制成耐腐蝕的合金，如不銹鋼，就是在鋼中加入一點鎳和鉻而制成的合金。,刷漆,鍍一層耐腐

9、蝕的金屬,涂油等,平時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：,圖8-25 據(jù)估計一些礦物可供開采的年限,2、金屬資源保護(hù),為什么要保護(hù)金屬資源？,礦物的儲量是有限的，而且不能再生。,2、怎樣保護(hù)金屬資源呢?,防止金屬的腐蝕,金屬的回收與利用,有計劃,合理地開采礦物,嚴(yán)禁不顧國家利益的亂采礦,尋找金屬代用品，如以塑代鋼,回收一個鋁制的易拉罐比制造一個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,1.把鐵礦石冶煉成鐵是一個復(fù)雜的過程，其主要反應(yīng)原理是在高溫條件下CO作還原劑，奪取鐵礦石里的氧，將

10、鐵還原出來。,2.在實際生產(chǎn)時,所用的原料或產(chǎn)物一般都含有雜質(zhì),在計算用料時和產(chǎn)量時,應(yīng)考慮到雜質(zhì)問題。,3.鐵生銹的條件是鐵與空氣中的氧氣、水(或水蒸氣)直接接觸，如果隔絕了空氣和水，就能在一定程度上防止鋼鐵生銹。在鐵表面涂油、刷漆、鍍上耐磨和 耐腐蝕的鉻及制造耐腐蝕的合金，如不銹鋼等，就能防止鋼鐵生銹。,4. 保護(hù)金屬資源的有效途徑是防止金屬的腐蝕、回收與利用廢舊金屬、合理有效地地開采礦物,以及尋找金屬代用品等。,列比例時，一定要用純量。,m(純) = m(不純 )純度,4Fe+3O2+2XH2O=2Fe2O3 XH2O,反饋練習(xí),1、在下列情況下，埋在地下的鑄鐵管道腐蝕最快的是 （ ）

11、A.在潮濕、致密的土壤中 B.在干燥、致密的土壤中 C.在潮濕、疏松的土壤中 D.在干燥、疏松的土壤中,2、某運(yùn)輸用鐵船，在水中行駛，最易生銹的部位是( ),C,B,A.水面上的船頭部分 B.水面附近的船體部分 C.水面下的船底部分 D.各部分都一樣速度生銹,3、日常生活中的一些鐵制品經(jīng)常會被銹蝕。 下列做法中不能起防銹作用的是（ ） 在鐵制品表面鍍鋅 在鐵制品表面涂油脂 保留鐵件表面的鐵銹作保護(hù)層 在鐵器表面刷油漆 自行車臟了用清水沖洗 用廢酸液沖洗鐵制污水管道 切完咸菜后，盡快將菜刀洗凈擦干 A. B. C. D.,B,4、全世界每年因生銹損失的鋼鐵約占世界 鋼鐵年產(chǎn)量的1/4。某學(xué)生想探

12、究鐵生銹的條件，他將 干凈的鐵釘分別同時入放A、B、C三支試管中進(jìn)行研究。 請你幫助該學(xué)生完成下列實驗設(shè)計的內(nèi)容：,小心放入鐵釘，并在試管中放入棉花和干燥劑，塞上塞子,探究鐵在有水而無空氣（氧氣）時的生銹情況,小心放入鐵釘，注入蒸餾水，使鐵釘部分浸入水中,一周后，編號為_的試管中的鐵釘最易生銹 用相同材料制作，經(jīng)過相同時間防銹處理的鐵欄桿，安裝在南方比安裝在北方更易生銹，其原因是 _。,C,南方比北方天氣潮濕，鐵更易生銹,A B C,鐵在干燥空氣中,鐵在有水而無空氣（氧氣）時,鐵在有空氣和水時,4、某課外興趣小組對一批鐵樣品（含有雜質(zhì)，雜質(zhì)不溶于水，也不與稀硫酸反應(yīng)）進(jìn)行分析，甲、乙、丙三位同

13、學(xué)分別進(jìn)行實驗，其中只有一位同學(xué)所取用的稀硫酸與鐵樣品恰好完全反應(yīng)。實驗數(shù)據(jù)如下表： 請你認(rèn)真分析數(shù)據(jù)，回答下列問題： 哪位同學(xué)所取用的稀硫酸與鐵樣品恰好完全反應(yīng) 計算樣品中鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù) 若生產(chǎn)1000 t這種純度的鐵，至少需要含氧化鐵(Fe2O3)80%的赤鐵礦多少噸？,改正：(燒杯的質(zhì)量為25.4g；計算結(jié)果精確到0.1%),解：乙反應(yīng)生成氫氣的質(zhì)量為150g+9g-158.7g0.3g。 設(shè)Fe的質(zhì)量為X。 Fe + H2SO4 = FeSO4 + H2 2 X 0.3g,計算樣品中鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)；,答：樣品中鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為93.3%。,若生產(chǎn)1000 t這種純度的鐵，至少需要含氧化鐵(F

14、e2O3)80%的赤鐵礦多少噸？,解：需要含氧化鐵80%的赤鐵礦的質(zhì)量為Y。 1000 t這種純度的鐵含純鐵的質(zhì)量為1000t93.3%930t。,160 112 Y80% 930t,160:112=Y80%: 930t Y=1666.1t,答：生產(chǎn)1000 t這種純度的鐵，至少需要含氧化鐵(Fe2O3)80%的赤鐵礦為1666.1t。,本單元小結(jié)：,一、金屬和金屬材料,金屬與非金屬物理性質(zhì)的比較：,2、金屬材料包括純金屬和合金。把兩種或兩種以上的金屬熔合在一起，或者把金屬和非金屬熔合在一起，就可以制得具有金屬特性的合金 。合金的很多性能一般比組成它們的純金屬更好，因此，在實際中大量使用的金屬

15、材料是合金。,二、金屬的化學(xué)性質(zhì),1.很多金屬都能與氧氣、鹽酸和稀硫酸等起反應(yīng)，但反應(yīng)的難易和劇烈程度不同。以Fe、Al、Cu為例，寫出它與氧氣、稀硫酸反應(yīng)的化學(xué)方程式。,， 。,Fe+H2SO4FeSO4+H2,2Al+3H2SO4Al2 (SO4) 3+3H2,Cu+H2SO4不反應(yīng),2.由一種單質(zhì) 和一種 化合物反應(yīng)，生成另一種單質(zhì) 和另一種 化合物的反應(yīng)叫做置換反應(yīng)。例如,如果用A+B C來表示化合反應(yīng)的話，請用相似的方法來表示分解反應(yīng)和置換反應(yīng)。,置換反應(yīng)：A +BC B + AC,分解反應(yīng)：ABA + B,， 。,Zn+H2SO4ZnSO4+H2,Fe+CuSO4FeSO4+Cu,3.常見金屬活動性順序如下：,K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb (H) Cu Hg Ag Pt Au,金屬活動性，由強(qiáng)逐漸減弱,舉例說明金屬活動性順序可以給你哪些判斷的依據(jù)：,。 。,只有排在H前面的才能置換酸中的氫。,只有排在前面的金屬才能把排在后面的金屬從它們的化合物的溶液中置換出來。(K Ca Na 特殊、反應(yīng)復(fù)雜),三、金