8.3金属资源的利用和保护课件（共35张PPT）九年级化学人教版下册

(共35张PPT)
课题3 金属资源的利用和保护
地球上的金属资源广泛存在于地壳和海洋中，极少数不活泼金属以单质存在（如：金、银），其余金属都以化合物形式存在。
轻轻告诉你
自然界以单质形式存在的金
自然界以单质形式存在的银
赤铁矿: Fe2O3
黄铁矿: FeS2
菱铁矿: FeCO3
工业上把能用来提炼金属的矿物叫矿石。
铝土矿: Al2O3
黄铜矿：CuFeS2
辉铜矿：Cu2S
孔雀石 Cu2(OH)2CO3
闪锌矿 ZnS
磁铁矿 Fe 3O4
人类每年要向自然界索取大量的金属矿物资源，以提取数以亿吨计的金属用于工农业生产和其他领域。其中，提取量最大的是铁。
我国古代炼铁
本溪钢铁厂
我国现代炼铁
鞍山钢铁厂
CO还原Fe2O3
CO还原CuO
现代炼铁高炉剖面图
炼铁高炉
Fe2O3 + 3CO = 2Fe + 3CO2
高温
C + O2 = CO2
C + CO2 = 2CO
高温
高温
一、铁的冶炼
1、原料：
焦炭、石灰石、铁矿石
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
做还原剂
除杂质
Fe2O3 + 3CO = 2Fe + 3CO2
高温
钢的冶炼
1、原料：
氧气或铁的氧化物、生铁
2、原理：
在高温下，利用氧气或铁的氧化物把生铁中多余的碳或杂质变为气体或炉渣除去。
二、金属的冶炼方法
1、高温还原法（又称干法）
在高温条件下，用还原剂CO把金属从它们的氧化物中还原出来。
一氧化碳 + 金属氧化物 = 金属 + 二氧化碳
高温
原理：
2、湿法冶金法
原理：
在常温下，用金属与盐溶液反应制取另一种金属。
金属 + 盐溶液 = 新金属 + 新盐
（前金换后金）
3、熔融电解法
（适合于冶炼特别活泼的金属。如 K 、Na、Mg、Al等）
2NaCl（熔） = 2Na + Cl2↑
高温
资料一：金属矿物的储量有限，而且不能再生。根据已探明的一些矿物的储藏量，并根据目前这些金属的消耗速度，有人估计一些矿物可供开采的年限如下图所示（不包括今后新探明的矿物储量、一些国家的金属储备量和金属的回收利用等）。
资料二：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%。
实
验
探
究
仔细观察下列实验现象，你得出了什么结论？
有氧气
有水
无氧气
有水
有氧气
无水
生锈
不生锈
不生锈
铁什么情况下容 易生锈呢？
铁生锈的条件是
1、与氧气接触
2、与水接触
综合分析，得出下列结论
（同时具备）
铁生锈的主要成分是：Fe2O3 · n H2O 或 Fe2O3 · x H2O
4Fe + 3O2 + 2nH2O = 2Fe2O3 · n H2O
生成铁锈的方程式：
三、保护金属资源的有效途径
1、防止金属腐蚀
刷油漆
涂油
镀铬
覆盖搪瓷
包塑胶
镀锌
烤蓝
喷漆
制成合金
覆盖保护层
防止钢铁生锈的具体措施有：
①保持钢铁表面的清洁干燥。
②镀金属保护层：如镀锡、镀锌、镀铬等；白铁皮镀锌，马口铁
镀锡，钢圈镀铬、镍。
③涂非金属保护层：如喷涂油漆、涂防锈油、在脸盆、杯子表面
烧涂搪瓷、用橡胶或塑料包在钢铁表面。
④形成氧化膜保护层：枪套上形成四氧化三铁、 锯条上的烤蓝。
⑤在钢铁里加入金属或非金属形成耐腐蚀合金：
如不锈钢（加Cr、Ni）
2、回收利用废旧金属
　　据估算，回收一个铝制饮料罐比制造一个新饮料罐要便宜20%，而且还可节约金属资源和95%的能源。1t废钢铁回炉冶炼可炼成近1t的钢，跟用铁矿石冶炼比，能节约11t煤和铁矿石，减少污染空气的悬浮微粒11kg。目前世界上已有50%以上的铁的90%以上的金得到了回收利用。
　　废旧金属的回收利用还可以减少对环境的污染。例如，废旧电池中含有汞等，如果废旧电池随意丢弃，汞等渗出会造成地下水和土壤的污染，威胁人类健康。如果将汞等回收利用，不仅可以节约金属资源，而且还可以减少对环境的污染。
你知道吗？
轻轻告诉你
3、合理有效的开采矿物
4、寻找金属的代用品
聚
塑
源
塑
胶
原
料
吸塑材料
尼龙的改性品种数量繁多，如增强尼龙、单体浇铸尼龙、反应注射成型尼龙、芳香族尼龙、透明尼龙、高抗冲（超韧）尼龙、电镀尼龙、导电尼龙、阻燃尼龙、尼龙与其他聚合物共混物和合金等，满足不同特殊要求，广泛用作金属，木材等传统材料代用品，作为各种结构材料。
2004年，西北工业大学张立同院士等发明的 “耐高温长寿命抗氧化陶瓷基复合材料应用技术”项目研制的连续纤维增韧碳化硅陶瓷基复合材料是一种新型战略性热结构材料。它比铝还轻、比钢还强、比碳化硅陶瓷更耐高温、抗氧化烧蚀,而且克服了陶瓷的脆性,类似金属不会发生突发灾难性破坏。因此,替代金属材料可解决目前航空航天器燃料20%-30%浪费的问题,以满足其向高速度、高精度、高搭载和长寿命发展的需求。
轻轻告诉你
四、有杂质的计算
例题：用1000t含氧化铁80%的赤铁矿石，理论上可以炼出含铁96%的生铁的质量是多少？
解：
设可炼出含铁96%的生铁的质量为X
3CO + Fe2O3 = 2Fe + 3CO2
高温
160 112
1000t×80%
X×96%
160
1000t×80%
=
112
X×96%
X =583 t
答：可炼出含铁96%的生铁为583 t 。
一、铁的冶炼
1、原料：
焦炭、石灰石、铁矿石
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
做还原剂
除杂质
Fe2O3 + 3CO = 2Fe + 3CO2
高温
本课小结
二、金属的冶炼方法
1、高温还原法（又称干法）
在高温条件下，用还原剂CO把金属从它们的氧化物中还原出来。
一氧化碳 + 金属氧化物 = 金属 + 二氧化碳
高温
原理：
2、湿法冶金法
原理：
在常温下，用金属与盐溶液反应制取另一种金属。
金属 + 盐溶液 = 新金属 + 新盐
（前金换后金）
3、熔融电解法
（适合于冶炼特别活泼的金属。如 K 、Na、Mg、Al等）
2NaCl（熔） = 2Na + Cl2↑
1、铁生锈的条件
1、与氧气接触
2、与水接触
（同时具备）
2、铁生锈的主要成分是：Fe2O3 · n H2O 或 Fe2O3 · x H2O
4Fe + 3O2 + 2nH2O = 2Fe2O3 · n H2O
3、生成铁锈的方程式：
三、铁的生锈条件（P19）
四、保护金属资源的有效途径（P21）
1、防止金属腐蚀
2、回收利用废旧金属
3、合理有效的开采矿物
4、寻找金属的代用品
1、保持钢铁表面的清洁干燥
2、镀不活泼的金属保护层
3、涂非金属保护层：涂油漆、防锈漆、搪瓷、包橡胶或塑料
4、形成氧化膜保护层
5、制成耐腐蚀合金
五、防止钢铁生锈的具体措施有：
1、菜刀在下述情况下，发生锈斑的严重程度顺序是（ ）
①切湿咸菜后放置 ②切酸菜后放置③切完菜后洗净擦干④切完菜后洗净擦干，再抹一点花生油 ⑤切完菜后用水冲洗
A ①②③④⑤ B ⑤④①②③ C ④③⑤①② D ②①⑤③④
C
2、在下列各种情况下，埋在地下的铸铁输气管道被腐蚀速度最
慢的是（ ）
A 在潮湿、疏松、透气的土壤中 B 在含沙粒较多、潮湿透气的土壤中
C 在疏松、透气、干燥的土壤中 D 在干燥、致密、不透气的土壤中
D
3、在面盆、痰盆等铁制品炼烧制搪瓷的目的是（ ）
A 美观和杀菌消毒作用 B 增大厚度防止磨损
C 防止铁生锈且美观 D 增大硬度防止撞坏
C
4、请你解释以下两个事实：
（1）铝比铁容易氧化，但为什么铝制品耐用而铁制品却容易锈蚀？
铝被氧化后在其表面形成一层致密的氧化膜，保护可铝不再进一步被氧化；而铁氧化易生锈，需要一层保护膜。
（2）为什么沿海，尤其是南方沿海地区的钢铁制品比北方容易锈蚀？
沿海地区，气候较潮湿，铁在潮湿的空气中更易被腐蚀。
同 学 们 再 见