人教版化学九年级下册 8.3金属资源的利用和保护课件(共30张PPT)

(共30张PPT)
课题3 金属资源的利用和保护
人类生活离不开金属
金属元素在地壳中的含量
元素名称 质量分数/% 元素名称 质量分数/%
铝（Al） 7.73 镁（Mg） 2.00
铁（Fe） 4.75 锌（Zn） 0.008
钙（Ca） 3.45 铜（Cu） 0.007
钠（Na） 2.74 银（Ag） 0.00001
钾（K ） 2.47 金（Au） 0.0000005
资料
赤铁矿
黄铁矿FeS2
菱铁矿FeCO3
铝士矿
黄铜矿
辉铜矿
Fe2O3
矿石:工业上把能用来提炼金属的矿物叫矿石。
孔雀石 Cu2(OH)2CO3
赤铜矿 Cu2O
磁铁矿（主要成分Fe3O4）
金属元素在自然界中的存在
金属元素在自然界中分布很广，极少数不活泼的金属（如金、银等）有单质形式存在；
现象：红色粉末变成黑色，澄清的石灰水变浑浊。
点燃尾气有蓝色火焰
一氧化碳还原氧化铁
实验室
相关的化学方程式：
Fe2O3 + 3CO 2Fe + 3CO2
CO2 + Ca(OH)2 CaCO3 ↓+ H2O
2CO + O2 2CO2
点燃
高温
用酒精灯点燃尾气的
作用是
防止一氧化碳污染空气
一.铁的冶炼
1、原料：
黄铁矿 FeS2
赤铁矿 Fe2O3
菱铁矿 FeCO3
磁铁矿 Fe3O4
2、原理：
在高温下，利用焦炭与氧气反应生成的一氧化碳把铁从铁矿石中还原出来
Fe2O3+3CO 2Fe+3CO2
高温
石灰石、铁矿石
焦炭、空气
3、设备：高炉
化学方程式：
70%
48.27%
46.67%
72.41%
含铁量
一.铁的冶炼
工业上
高炉是个竖直的圆筒形炉子，炉壳用钢板制成，内部用耐火砖作衬里。炼铁的主要原料是铁矿石、焦炭、石灰石和空气。
高温下，用还原剂（主要是一氧化碳）从铁矿石里把铁还原出来
工业上
有关杂质问题的计算
例: 1000t含氧化铁80%的赤铁矿石，理论上可炼出含铁96%的生铁的质量是多少？
解：氧化铁的质量： 1000t× 80% =800t
设：理论上可炼出铁的质量为X
Fe2O3+3CO ==== 2Fe+3CO2
160 2X56
800 t X
800t x=560t
2×56 x
高温
=
折合为含铁96%的生铁的质量为560t÷96%=583t
答：1000t可炼出生铁为583t。
练习：要炼出含杂质3%的生铁2000吨，需要含四氧化三铁质量分数为90%的磁铁矿石多少？
解：铁的质量： 2000t×(1-3%) =1940t
设：可炼出四氧化三铁的质量为X
Fe3O4+4CO ==== 3Fe+4CO2
232 168
X 1940t
高温
232 x x=2679t
168 1940t
=
折合为磁铁矿石的质量为2679t÷90%=2977t
答：磁铁矿石的质量为2977t。
议一议
金属资源短缺对人类社会发展意味着什么？
据有关资料报道，现在世界上每年因腐蚀而报废的金属设备和材料相当于年产量的20% ~ 40%。
二、金属资源保护
1、金属的腐蚀和防护
（1）铁制品锈蚀条件的探究
现有洁净无锈的铁钉、试管、经煮沸迅速冷却的蒸馏水、植物油、棉花和干燥剂氯化钙。试设计实验以证明铁制品锈蚀的条件。
铁生锈条件的探究
Ⅰ
Ⅱ
Ⅲ
一、在试管1中加入少量的蒸馏水，使铁钉的一半浸没在水中
二、在试管2中注入冷却的沸水，使其侵没铁钉，上面加上植物油并塞紧橡皮塞
三、在试管3中加入少量干燥剂（生石灰或无水氯化钙）
再放一团干棉球，把铁钉放在干棉球上，塞紧橡皮塞
一周后
铁钉浸没一半在水中： 铁在空气、水的界面处生锈
铁钉完全浸没在水中（上面还加植物油）： 铁未生锈
铁钉放在干燥的空气中（加干燥剂等）： 铁未生锈
全浸在水中
一半在水中
干燥空气中
铁生锈条件的探究
现象 分析 结论
试管Ⅰ
试管Ⅱ 　
试管Ⅲ
生锈
不生锈
不生锈
铁既与水接触，又与氧气接触
铁只与水接触
铁只与氧气接触
在水、氧气同时存在的环境中铁能生锈。（缓慢氧化，放热）
铁
在空气中锈蚀，实际上是铁跟氧气、水等物质相互作用，发生一系列复杂的化学变化，使铁转化为铁的化合物的过程。
因此，铁与空气接触，又有水分时，最易生锈！
铁锈成分复杂，主要是Fe2O3·XH2O它是一种疏松多孔的物质
铁锈
铁锈这种多孔性的物质，能让水分和空气穿过它的空隙，不断向里层渗透，继续跟铁反应，直至铁被完全锈蚀。
氧化铁与铝壶表面的氧化铝膜性质比较
铁锈 (Ｆe2Ｏ3) 氧化铝
(Al2O3)
结构特点
若不除去结果
疏松多孔
完全锈蚀
致密结实
使铝“自我保护”
铁
铁锈
与空气（氧气）接触
与水接触
金属防腐蚀的方法：
改变金属的内部结构
制成合金，如不锈钢
形成保护层
刷油漆、涂油、烧制搪瓷（物理方法）
电镀上一层耐腐蚀的金属（镀铬、锌、锡）、通过化学反应使表面形成致密的氧化物薄膜等　
改善腐蚀环境等等
保持铁制品表面干燥和洁净
（1)隔绝空气或氧气 (2)隔绝水
怎么防止钢铁生锈呢？
在车船的表面喷油漆
在机械表面涂防锈油
在面盆、杯子、等表面烧涂搪瓷
此外，还可以在钢铁表面镀上一层能起保护作用的其他金属。
如：在钢铁表面镀锡、镀锌、和镀铬
镀铜
讨论
1、在实际生活和生产中我们应该采取哪些具体方法来防止铁制品生锈呢？
防止铁制品生锈的具体方法为：
保持铁制品表面干燥和洁净
在铁制品表面涂一层保护膜如：刷油漆、涂油、镀上一层耐磨、耐腐蚀的金属铬、高温灼烧金属，进行“烤蓝”处理等　
制成合金钢，如不锈钢
讨论
2、自行车的构件如支架、链条、钢圈等，分别采取了什么防锈措施？
答：刷漆、涂油、镀铬等
讨论
3、对于金属资源除了采取防止金属腐蚀的措施外，还可以通过什么途径来使金属资源得到保护呢？
废品收购站为什么要收购废铁、废铜、和易拉罐等金属？
二、金属资源保护
2、金属资源保护
（2）回收和利用废旧金属
讨论
废弃金属的回收有什么意义？
可节约金属资源
由于金属冶炼需在高温下进行，回收废弃金属并再利用可节约能源
降低金属制品的生产成本，可方便人们得到物美价廉的金属制品
可减少金属对环境的污染
二、金属资源保护
2、金属资源保护
（1）防止金属腐蚀
（2）回收和利用废旧金属
（3）合理开采矿物
（4）寻找金属的代用品
小结
铁生锈的主要条件是与空气和水（或水蒸气）直接接触。
破坏铁生锈的条件就能防止铁生锈。
防止铁生锈的方法为：
保持铁制品表面干燥和洁净
在铁制品表面刷油漆、涂油、镀铬、 “烤蓝” 等
制成合金钢
保护金属资源的有效途径是：
防止金属腐蚀
回收利用废旧金属
合理有效的开采矿物
寻找金属的代用品