人教版九年级下册8.3 金属资源的利用和保护 (共35张PPT)

(共35张PPT)
世界跨径最大的斜拉桥———苏通大桥
苏通大桥总长8206米，斜拉桥主孔跨度1088米，列世界第一；主塔高度306米,列世界第一；斜拉索的长度580米,列世界第一。
人类生活离不开金属
金属有广泛的用途，对于人类社会起着不可替代的作用!
军事与科技也需要大量的金属
一.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（如铂、金、银等）有单质形式存在；
图5—2 地壳中金属的百分含量
铝
7.73%
铁 4.75%
钙 3.45%
钠
2.74%
钾
2.47%
镁
2.00%
含有矿物的岩石称为矿石铁矿石等都是常见的矿石
其余大多数以化合物的形式存在。金属化合物在自然界中以矿物的形式存在。
常见几种金属矿物的成分
磁铁矿
褐铁矿
赤铁矿
Fe3O4
Fe2O3·XH2O
Fe2O3
孔雀石
Cu2(OH)2CO3
赤铜矿
Cu2O
赤铁矿
黄铁矿
菱铁矿
铝士矿
黄铜矿
辉铜矿
我国是世界上已知矿物种类比较齐全的少数国家这一，矿物储量也很丰富，其中钨、钼、钛、锡、锑等储量居世界前列，铜、铝、锰等储量在世界观上也占有重要志地位。
大自然向人类提供了丰富的金属矿物资源，人类每年要提炼数以亿吨计的金属用于工农业生产和其它领域。其中，提取量最大的是铁。
二.铁的冶炼
现象：红色粉末变成黑色，产生气体使澄清的石灰水变浑浊。
一氧化碳还原氧化铁
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
补充：炼钢
视频：工业上生铁炼钢
据有关资料报导，现在全世界每年被腐蚀而报废的金属设备和材料相当于年产量的20%——40%
钢铁的最大的弱点就是容易生绣
三.金属资源保护
1.金属的腐蚀和防护
铁轨的锈蚀
铁钉的生锈
各种铁制品的锈蚀
为了减少损失，需要探究金属锈蚀的原因、防护的方法和废金属的回收利用
金属锈蚀给人类带来了巨大的损失。
取3枚洁净无锈的铁钉，分别放入3支试管中进行下面的实验
步骤一、在试管1中加入少量的蒸馏水，使铁钉的一半浸没在水中
步骤二、在试管2中注满迅速冷却的沸水塞紧橡皮塞
步骤三、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
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
铁锈成分复杂，主要是Fe2O3·XH2O它是一种疏松多孔的物质
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。
在切过咸菜的铁质菜刀同一面上选相近的三处进行下列实验
一处：用湿棉球湿润；
一处：用干布檫干
一处：用干布檫干后，涂上一层食油；
放置一昼夜，观察菜刀三处表面发生的变化
与空气（氧气）接触
与水接触
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。（为什么？）
如：在钢铁表面镀锡、镀锌、和镀铬
镀铜？
总结：防止钢铁制品生锈的方法：
铝比铁更容易跟氧气和其他物质发生化学反应。铝在空气中与氧气反应，生成的氧化铝形成一层致密而结实的膜覆盖在铝的表面，防止铝继续与氧气反应，从而起来“自我保护”的作用
（1)隔绝空气或氧气 (2)隔绝水
具体方法:
1.“穿外衣”——加一层保护膜（如：刷油漆、涂油、电镀、致密的氧化膜）
2.“打强心针”——在铁中加入其它金属改变其内部结构，（如：制成不锈钢）
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）
防止铁锈蚀的主要措施：
一.防止金属的腐蚀
二.回收利用废旧金属
三.合理有效开采矿物
四.寻找金属的代用品
（1）汞与稀盐酸 （2）铝与硫酸铜溶液
（3）银与硫酸锌溶液 （4）锌与硝酸银溶液
（5）钠与稀硫酸
1、下列物质能否发生反应？写出能发生反应的化学方程式。
2、回答下列问题：
（1）为什么沙漠地区的铁制品锈蚀较慢？
（2）切过咸鱼的刀不经洗净抹干，为什么很快就生锈？
（3）被雨水淋湿的自行车，为什么须先用干布擦净后才
能用带有油的布擦？
例：某赤铁矿含Fe2O3 80%，用3000 t这种矿石，可炼出含杂质4%的生铁多少吨？
分析：计算时应注意把反应物和生成物都换算成纯物质的量，再代入化学方程式计算．
解：设3000 t这种矿石，可炼出生铁质量为x，
根据题设：纯Fe2O3质量＝3000 t×80%＝2400 t
　　　　　纯Fe质量＝x·（1－4%）＝x·96%
代入化学方程式中：
Fe2O3＋3CO＝2Fe＋3CO2
160　　　　　　112
2400 t　　　　　x·96%
x＝＝1750 t
答：可炼出含杂质4%的生铁1750 t．
若赤铁矿石中Fe2O3的质量分数为80%，600 t 这样的赤铁矿可炼出含碳等其他杂质质量分数为7%的生铁多少吨？
解：设可炼出含杂质质量分数为7%的生铁的质量为x
Fe2O3＋3CO＝ 2Fe ＋3CO2
160　　　　　　 112
600 t×80%　　　x·（1－7%）
x＝＝365 t
答案：可炼出含碳等杂质质量为7%的生铁365 t．
点拨：这类题很容易出错，错误原因主要在于没有理解哪些是不纯物的质量，哪些是纯净物的质量．赤铁矿和生铁都是混合物，而在化学方程式的计算中，所涉及到的都是纯净物的质量，只要牢牢把握住这一点，所有含杂质的计算都可迎刃而解．
练习：
1、某钢铁厂每天需消耗5000t含氧化铁76％的赤铁矿石，
该厂理论上可以日产Fe98％的生铁多少t
2、冶炼2000t含杂质3％的生铁，需要含90%Fe2O3的赤铁矿
石多少t
4．某钢铁厂每天需消耗5000 t含Fe2O3 76%的赤铁矿石，该厂理论上可日产含Fe 98%的生铁多少吨？
指导建议：首先将不纯物的量转化成纯物质量
Fe2O3质量＝5000 t×76%＝3800 t
设生铁质量为x，则纯铁质量＝98%·x
然后再根据方程式进行计算．
Fe2O3＋3CO2Fe＋3CO2
160　　　　　　112
3800 t　　　　　98%·x
160∶3800 t＝112∶98%·x　　　　x＝≈2714.3 t
冶炼2000 t含杂质3%的生铁，需要含Fe3O4 90%的磁铁矿石多少吨？
指导建议：纯铁质量＝2000 t×（1－3%）＝1940 t
设磁铁矿石质量为x，则Fe3O4质量为90%·x
反应原理：　 Fe3O4＋4CO3Fe＋4CO2
　　　　　　 232　　　　　　168
　　　　　　90%·x　　　　 1940 t
232∶90%·x＝168∶1940 t
x＝＝2976.7 t
所以磁铁矿质量为2976.7 t．
1、245gKClO3完全分解能制得多少O2？若用电解水的方式制等量的O2，则需水几克？
2. 某钢铁厂每天需消耗5000t含氧化铁76％的赤铁矿石，该厂理论上可以日产Fe98％的生铁多少t 若用含90%Fe3O4的磁铁矿
石来代替，则需含90%Fe3O4的磁铁矿 石多少t
例题：用1000 t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 t
解：设理论上可以炼出含铁96的生铁的质量为x
Fe2O3 ------------------2 Fe
160 2×56
1000t×80％ x·96%
∵ 160 2×56
1000t×80％ x·96%
∴ x=
2×56× 1000t×80％
160×96%
= 583 t
答：略。