8.3 金属资源的利用和保护[下学期]

(共47张PPT)
第八单元 金属和金属材料
8.3-1 金属资源的利用和保护
西校化学组
8.3-1
金属资源的利用和保护
课题3 金属资源的利用和保护
一、金属的存在:
自然金
(主要成分为Au)
银
除少数不活泼的金属如金、银、铂等有单质形式
存在外,其余都以化合物形式存在.
银器
黄金饰品
磁铁矿
主要成分为Fe3O4
黄铁矿
主要成分是FeS2
化合物形式存在的金属
主要成分：Fe2O3
孔雀石的主要成分
为Cu2(OH)2CO3
我国矿产资源总量多，但人均占有量少。我国矿产的总量居世界第6位。在我国已发现的矿产有168种，其中已探明储量的有152种，己开发利用的有132种，在世界45种主要矿产储藏量价值比较中，我国矿产总值约占世界总数的14.6％，居世界第3位。但由于人口众多，人均拥有量约为世界人均水平的1／3，居世界第80位。
人类使用铁的历史可以追溯到四千五百多年以前，不过那时的铁是从太空掉下的陨铁（其中含铁90％以上）。我国在商代就开始用铁，在河北、北京、河南的某些地区出土过用陨铁打制的铁刃铜钺。我国最早的人工冶铁制品是甘肃灵台出土的春秋初年秦国的铜柄铁剑，这说明春秋初年我国已掌握了冶铁技术
工业上把能用来提炼金属的矿物叫矿石。
3、现象:
Fe2O3+3CO===2Fe+3CO2
高温
1、工业炼铁的原料:
2、炼铁主要设备：
铁矿石和焦炭.石灰石
高炉
4、炼铁原理：
在高温下，利用焦炭与
氧气反应生成的CO把铁
从铁矿石还原出来 。
红色的粉末变成黑色的粉末,同时产生使澄清石灰水变浑浊的气体
二、铁的冶炼
在实际生产时,所用的原料或产物一般都含有杂质,在计算用料时和产量时,应考虑到杂质问题
例1:用一氧化碳去还原1000t含Fe2O380％的赤铁矿石,理论上可以炼出含Fe 96 ％的生铁多少吨 (计算结果保留整数)
解：1000t赤铁矿中含氧化铁的质量为
1000t×80％=800t
设：800t氧化铁理论上可以炼出铁的质量为x
Fe2O3+3CO===2Fe+3CO2
160 2×56
800t x
______ = _________
800t x
x= _________________ =560t
折合为含铁96％的生铁的质量为
560t÷ 96％=583t
答：1000t含氧化铁80％的赤铁矿石，理论上可炼出含铁96％的生铁583t
高温
160
2×56
2×56×800t
160
例：用1000t含氧化铁80%的赤铁矿石，理论上可以炼出含铁96%的生铁多少吨？
解：设可以炼出生铁x。
Fe203+3CO====2Fe+3CO2
高温
160
1000t×80%
112
96%ⅹ
160
1000t×80%
112
96%ⅹ
=
ⅹ=583t
答：————————。
练习：要炼出含铁98%的生铁3200吨，需要含杂质为20%的赤铁矿石（氧化铁）多少吨？
112
3200t×98%
160
(1-20%)ⅹ
解：设需赤铁矿石x。
Fe203+3CO====2Fe+3CO2
高温
160
(1-20%)ⅹ
112
3200t×98%
=
ⅹ=4571.5t
简化计算步骤：
将含20%杂质的赤铁矿100t，用足量的
CO还原，最多可炼铁多少吨？可制得
含铁90%的生铁多少吨？
练 习
8.3-2
金属资源的利用和保护
生锈
校园里在很多的设施都是用铁制成，如：
但设施普遍受到腐蚀的影响。
1.金属的腐蚀
人们采取了许多措施，但每年全世界因腐蚀而报废的金属设备和材料相当于年产量的20%-40%！！
三.金属资源保护
如何防锈？
发生腐蚀的地方通常在物件的哪个部分
被腐蚀的铁跟原來有什么不同
铁生锈时会产生什么现象
铁的腐蚀称为生锈(rusting)，其化学反应过程是相当复杂，但结果非常简单：
Fe2O3·xH2O(aq)
红色
铁锈-------混合物
(主要成分氧化铁)
疏松多孔，会加速铁的锈蚀
A
B
C
研究性学习:铁的生锈过程
现有洁净无锈的铁钉.试管.橡皮塞.经煮沸迅速冷却的蒸馏水.植物油.棉花和干燥剂氯化钙.
植物油
棉花和
CaCl2
思考：
1.为什么要用蒸馏水？为什么蒸馏水得煮沸后迅速冷却呢？
2.B试管中加植物油的作用是什么 ？
3.干燥剂CaCl2的作用是什么 ？
4.三支试管中铁钉有没有什么 变化 ？
A
B
C
现象：
1、一周后A试管中的铁钉生成一层红褐色的铁锈，
且在水面与空气接触的交界处铁锈最厚。
2、铁钉光亮完好
3、铁钉光亮完好
a.潮湿空气中
b.浸没在蒸馏水中
c.干燥的空气中
分析：
(有水和氧气的存在)
生锈
不生锈
不生锈
(只有水的存在 )
(只有氧气的存在)
铁生锈的实质：
铁制品锈蚀的条件:
研究性学习:铁的生锈过程
铁与空气中的氧气、水蒸气等
发生化学反应的过程。
(1)要有能够发生反应的物质
(2)反应物要能相互接触
(3)生成物不会对反应起阻碍作用
2、金属的防护
(2)隔绝水
思考讨论回答：
采用哪些措施可防止铁的锈蚀？
(1)隔绝空气或氧气
防锈
氧气
水
生锈
2、防锈方法
加上保护层
1. 加上油漆、塑胶层或涂油等
1. 加上油漆、塑胶层或涂油
铁
油漆
氧气和水不能与铁接
触，所以铁不会生锈
油漆剥
落后
油漆
氧气和水与铁接触，
导致铁生锈
(如在暖气片上刷 一层“银粉，既美观又防锈)
(物理方法)
2、防锈方法
2. 镀上耐磨或耐腐蚀的金属, 如镀镍、铬或锡等
「罐头」是由镀锡铁制成。
镀铬的浴室水笼头。
2、防锈方法
3. 通过化学反应在铁制品表面生成一层致密的
氧化物薄膜(如烤蓝)
2、防锈方法
5. 使用铁合金
用不锈钢制造的器具
(在铁中加入其它金属改变其内部结构)
2、防锈方法
自行车支架、链条、钢圈分别采用了什么
防锈措施？
练 习
支架除了防锈还需要美观，一般用喷漆的方法。
链条最易磨损，常常涂上润滑油的方法来防锈。
钢圈要求主观耐磨，常镀上耐磨的金属铬、
4、保护金属资源
①防止金属腐蚀。
②回收利用金属。
据估计一些矿物可供开采的年限
③有计划、合理开采矿物、严禁乱采矿。
④寻找金属代用品等。
学完本课你学到了哪些知识
1.把铁矿石冶炼成铁是一个复杂的过程,其主要反应原理是在高温下,一氧化碳夺取铁矿石里的氧,将铁还原出来: Fe2O3+3CO===2Fe+3CO2
2.在实际生产时,所用的原料或产物一般都含有杂质,在计算用料和产量时,应注意杂质问题.
3.铁生锈的主要条件是与空气和水(或水蒸气)直接接触,如果隔绝了空气和水,就能在一定程度上防止钢铁生锈.在钢铁表面涂油.刷漆.镀耐磨和耐腐蚀的铬及制造耐腐蚀的合金如不锈钢等,都能防止钢铁生锈.
高温
知识实践
反馈练习
为什么沙漠地区的铁制品腐蚀较慢
切过咸鱼的刀不经洗净抹干,为什
么很快就生锈
对如何防止你家的刀.剪等铁制品
和铁制农具等生锈,提出两种以上
的方案,并在家里实施你的方案.
加快铁生锈速率的情况
酸性污染物的存在 (酸雨)
加快生锈速度
离子化合物的存在 (氯化钠)
高溫 (加快化学反应速度)
与活泼性较低金属 接触（置换反应)
经刮擦或凹凸扭曲表面(增加接触面)
课堂评价练习
1.据估计每年因生锈而损失的钢铁约占世界年产量的1/4，下列防锈措施中不正确的是（　　）
①涂油 ②刷漆 ③砂纸 ④镀金属
⑤经常用雨水冲洗 ⑥烤蓝
A.③⑤ B.②④⑥ C.①②④ D.①④
A
一、选择题
A.地球上除少数不活泼金属如金、银等有单质形式存在外，其余都是以化合物形式存在
B.地球上的金属资源是取之不尽的
C.防止金属锈蚀，回收利用废旧金属可以保护金属资源和环境
D.合理开采矿物寻找金属代用品都是保护金属资源的有效途径
2.下列关于金属资源的说法中，你不赞成的是（ ）
课堂评价练习
一、选择题
B
3.在下列情况下，埋在地下的铸铁管道腐蚀最慢 的是（ ）
a
A.在干燥、致密、不透气的土壤中
B.在潮湿、疏松、透气的土壤中
C.在潮湿、致密、不透气的土壤中
D.在潮湿、疏松、透气的酸性土壤中
A
4、随着人们生活质量的提高，各种电池使用量大幅度增加，废电池进行集中处理的问题被提到议事日程上来。其首要原因是 ( )
A、回收利用电池外壳的金属材料
B、防止电池中汞、镉、铅等重金属对土壤和水
源的污染
C、减轻电池中渗漏的液体对其他物品的腐蚀
D、回收利用电池中的石墨电极
C
课堂评价练习
一、选择题
1、下列家庭生活垃圾：①废旧书刊报纸 ②废电池 ③废弃橡胶、塑料制品 ④易拉罐饮料瓶 ⑤废弃电线 ⑥破旧铁锅、铝壶 ⑦变质剩饭菜 ⑧瓜皮果壳 ⑨废弃玻璃物品等，其中可回收利 用的有＿＿＿＿＿＿＿＿。回收利用与保护金 属资源的相关联的是＿＿＿＿＿＿。
2、请你联系实际再提出两条节约金属资源的建议: 　＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿；
　＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。
①②③④⑤⑥⑨
②④⑤⑥
防止金属腐蚀
寻找金属的代用品
课堂评价练习
二、填空题