1、課題3金屬資源的保護(hù)和利用,江陰市云亭中學(xué) 劉鋼,一、金屬資源的利用 自然界中的幾種單質(zhì),自然界中以單質(zhì)存在的金,自然界中以單質(zhì)存在的銀,金屬元素在地殼中的含量,觀察P15資料及下列柱狀圖,請(qǐng)同學(xué)們找出地殼中含量最多的前三種金屬？,地球上的金屬資源廣泛地存在于地殼和浩瀚的海洋中，除少數(shù)很不活潑的金屬如金、銀等有單質(zhì)形式存在外，其余都以化合物形式存在。以化合物形式存在的金屬在自然界中以礦物形式存在。 含有礦物的巖石稱為礦石。 工業(yè)上就是從礦石中來(lái)提煉金屬的。,自然界中的礦物一,觀看下列圖片,磁鐵礦（Fe3O4）,黃鐵礦(FeS2),赤鐵礦(Fe2O3),觀看下列圖片,菱鐵礦(FeCO3) 鋁土礦

2、(Al2O3 ) 黃銅礦(CuFeS2) 輝銅礦(Cu2S),自然界中的礦物三,觀看下列圖片,我國(guó)礦物種類齊全，礦物儲(chǔ)量豐富，其中鎢、鉬、鈦、銻等儲(chǔ)量居世界前列，銅、鋁、錳等儲(chǔ)量在世界上占有重要地位。 雖說(shuō)我國(guó)礦物種類比較齊全、礦物儲(chǔ)量比較豐富，但由于多種因素的影響，我國(guó)主要礦產(chǎn)品進(jìn)口量呈逐年上升趨勢(shì)。隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展，對(duì)礦產(chǎn)資源需求增長(zhǎng)很快，主要礦產(chǎn)資源短缺的態(tài)勢(shì)日益明顯。如果地質(zhì)勘探無(wú)重大突破，2l世紀(jì)初，我國(guó)礦產(chǎn)資源將出現(xiàn)全面緊缺的局面。,現(xiàn)在，人類每年都要向地殼和海洋索取大量的金屬礦物資源，以提取數(shù)以噸計(jì)的金屬。其中，提取量最大的是鐵。 把金屬礦物變成金屬的過(guò)程，叫做金屬的冶煉。煉

3、鐵的過(guò)程稱之為鐵的冶煉。,早在春秋戰(zhàn)國(guó)之前，我國(guó)就開(kāi)始煉鐵和使用鐵器，從公元1世紀(jì)起，鐵便成了一種最主要的金屬材料。,我國(guó)古代煉鐵圖,現(xiàn)代上海寶山鋼鐵公司煉鐵高爐圖,紀(jì)念1996年中國(guó)鋼產(chǎn)量突破一億噸而發(fā)行的郵票,CO還原氧化鐵的實(shí)驗(yàn),如圖所示，在硬質(zhì)試管中加入少量紅色的氧化鐵粉末，先通入CO，后加熱，觀察發(fā)生的現(xiàn)象。,現(xiàn)象 化學(xué)方程式,紅色氧化鐵變黑色，澄清石灰水變渾濁,Fe2O3+3CO=高溫=3CO2+2Fe,注意：(1)實(shí)驗(yàn)前應(yīng)先通CO把裝置內(nèi)空氣排干凈，然后再加熱；反應(yīng)完成后，須待試管內(nèi)物質(zhì)冷卻后再停止通CO。 (2)反應(yīng)完畢后，把得到的黑色粉末倒在白紙上觀察，并試驗(yàn)它能不能被磁鐵吸

4、起，以判斷反應(yīng)中是否生成了鐵。,上述實(shí)驗(yàn)是實(shí)驗(yàn)室模擬鐵的冶煉過(guò)程，工業(yè)上鐵的冶煉原理雖與上述實(shí)驗(yàn)相同，但其規(guī)模、條件、裝置與此差異很大。 把鐵礦石冶煉成鐵是一個(gè)復(fù)雜的過(guò)程。工業(yè)上煉鐵時(shí)，把鐵礦石和焦炭、石灰石一起加入高爐，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里還原出來(lái)。,煉鐵高爐結(jié)構(gòu),三、有關(guān)雜質(zhì)問(wèn)題的計(jì)算,在冶鐵的實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中，所用的原料或產(chǎn)物一般都含有雜質(zhì)，故在計(jì)算用料和產(chǎn)量時(shí)就不可能不考慮雜質(zhì)問(wèn)題。 例題 用1000 t含氧化鐵80的赤鐵礦石，理論上可以煉出含鐵96的生鐵多少噸?,分析本題是有關(guān)化學(xué)方程式的汁算，但化學(xué)方程式表示的是純凈物質(zhì)之間的數(shù)量比，而不表示不純物

5、質(zhì)之間的數(shù)量關(guān)系。故計(jì)算時(shí)須先進(jìn)行換算。如果題目給出或要求算出不純物質(zhì)的質(zhì)量，必須先換算成純凈物質(zhì)的質(zhì)量，或先計(jì)算出純凈物質(zhì)質(zhì)量再換算成不純物質(zhì)的質(zhì)量。,解題過(guò)程一,解：1000 t赤鐵礦石中含氧化鐵的質(zhì)量 1000 t80800 t。 設(shè)：800 t氧化鐵理論上可以煉出鐵的質(zhì)量為x Fe2O3+3CO =2Fe+3CO2 160 256 800 t x 160：800t=112：X x560 t 折合為含鐵96%的生鐵的質(zhì)量為 560 t96%=583 t。 答：理論上可煉出含鐵96的生鐵583 t。,解題過(guò)程二,解：設(shè)理論上可煉出含鐵96%的生鐵的質(zhì)量為x。 Fe2O3+3CO=高溫=2F

6、e+3CO2 160 256 1000 t80% x96 160：800=112：96%x x=583 t。 答：理論上可煉出含鐵96的生鐵583 t。,資料一：人類每年要向自然界索取大量的金屬礦物資源，以提取數(shù)以億噸計(jì)的金屬。金屬礦物的儲(chǔ)量有限，而且不能再生。根據(jù)已探明的一些礦物的儲(chǔ)藏量，并根據(jù)目前這些金屬的消耗速度，有人估計(jì)一些礦物可供開(kāi)采的年限如下圖所示（不包括今后新探明的礦物儲(chǔ)量、一些國(guó)家的金屬儲(chǔ)備量和金屬的回收利用等）。,二、金屬資源的保護(hù),資料二：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%。,二、金屬資源保護(hù),1、金屬的腐蝕和防護(hù) （1）

7、鐵制品銹蝕條件的探究,現(xiàn)有潔凈無(wú)銹的鐵釘、試管、經(jīng)煮沸迅速冷卻的蒸餾水、植物油、棉花和干燥劑氯化鈣。試設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)以證明鐵制品銹蝕的條件。,鐵生銹條件的探究,鐵生銹條件的探究,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,二、金屬資源保護(hù),1、金屬的腐蝕和防護(hù) （1）鐵制品銹蝕條件的探究,在水、氧氣同時(shí)存在的環(huán)境中鐵能銹蝕 鐵銹的主要成分是Fe2O3 xH2O,二、金屬資源保護(hù),1、金屬的腐蝕和防護(hù) （1）鐵制品銹蝕條件的探究,在水、氧氣同時(shí)存在的環(huán)境中鐵能銹蝕 鐵銹的主要成分是Fe2O3 xH2O,（2）鐵制品的防護(hù)措施,防止

8、鐵生銹的原理就是破壞鐵生銹的條件,討論,3、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(guò)什么途徑來(lái)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？,二、金屬資源保護(hù),2、金屬資源保護(hù) （1）防止金屬腐蝕,（2）回收和利用廢舊金屬,小結(jié),鐵生銹的主要條件是與空氣和水（或水蒸氣）直接接觸。 破壞鐵生銹的條件就能防止鐵生銹。 防止鐵生銹的方法為：保持鐵制品表面干燥和潔凈 在鐵制品表面刷油漆、涂油、鍍鉻、 “烤藍(lán)” 等制成合金鋼,保護(hù)金屬資源的有效途徑是：防止金屬腐蝕回收利用廢舊金屬合理有效的開(kāi)采礦物尋找金屬的代用品物盡其用,我會(huì)做,1、通過(guò)實(shí)驗(yàn)回答，鐵釘在下列哪些情況下容易生銹？ （1）在干燥的空氣中 （2）在潮濕的空氣中 （3）部分浸入食鹽水中 （4）浸沒(méi)有植物油中 2、下列做法能防止鐵制品生銹的是（） A、自行車臟了用清水沖洗B、用廢酸液沖洗鐵制污水管道C、在鐵制籃球架上刷一層油漆D、切完咸菜后，盡快將菜刀洗凈擦干,(3)、(4),C、D,我會(huì)做,3、隨著人們生活質(zhì)量的提高，各種電池使用量大幅度增加，廢電池進(jìn)行集中處理的問(wèn)題被提到議事日程上來(lái)。其首要原因是 ( ) A 回收利用電池外殼的金屬材料 B 防止電池中汞、鎘、鉛等重金屬對(duì)土壤和水源的污染 C減輕電池中滲漏的液體對(duì)其他物品的腐蝕 D回收利用電池中的石墨電極,C,我會(huì)做,4、（1）下列家