人教版九年级下册8.3 金属资源的利用和保护 (共26张PPT)

(共26张PPT)
课题3 金属资源的利用和保护
金属活动性顺序表：
K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb (H) Cu Hg Ag Pt Au

金属活动性由强逐渐减弱
金属元素在自然界中的存在形式
自然界除少数很不活泼的金属如金、银等有单质形式存在外,
一.金属的存在：
自然界以单质形式存在的金
自然界以单质形式存在的银
金属元素在自然界中的存在形式
其余都以化合物形式存在于地壳和海洋中。
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
矿石:工业上把能用来提炼金属的矿物。
赤铁矿[Fe2O3]
磁铁矿（Fe3O4）
黄铁矿: FeS2
菱铁矿: FeCO3
铝土矿: Al2O3
孔雀石 Cu2(OH)2CO3
赤铜矿 Cu2O
黄铜矿 CuFeS2
辉铜矿 Cu2S
铜

矿

石
铁矿石

铁
矿石如何变成金属？？？
实验：一氧化碳还原氧化铁[Fe2O3]
现象 红色粉末变成色，
Fe2O3 + 3CO 2Fe + 3CO2


高温


澄清的石灰水变浑浊。
CO2 + Ca(OH)2 CaCO3 ↓+ H2O



用酒精灯点燃尾气的作用是
防止CO污染空气
2CO + O2 2CO2
点燃



实验结束时，先熄灯后停CO，是为了防止温度降低后外面的空气进入玻璃管使铁重新被氧化；还防止试管中的石灰水倒吸入热的玻璃管，使之炸裂。
操作中应注意些什么？
1、先通CO还是先点燃酒精灯？为什么？
2、先熄灭酒精灯还是先停止通CO？为什么？

先通后点的原因是为了防止加热一氧化碳和空气的混合气而发生爆炸。
1、原料：

赤铁矿 Fe2O3
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%
72.41%
含铁量
铁的冶炼
（工业上）
CO2 + C = 2CO
高温

3CO+Fe2O3 ===2Fe+3CO2
高温
C+O2==CO2
高温
CaO+SiO2==CaSiO3
高温
CaCO3==CaO+CO2

高温
提供热量
提供还原剂
造渣，除去二氧化硅

工业上
炼铁时各物质的作用：
石灰石：把杂质转化为炉渣
焦炭：燃烧放热提高炉温，并将生成的CO2还原为具有还原性的CO，因此在炼铁高炉中起主要作用的还原剂是CO，优点是气体还原剂具有流动性，能与矿石充分接触，使反应更彻底。

例：用1000 t含氧化铁80％的赤铁矿
石，理论上可以炼出纯铁多少 t ?
解：设理论上可以炼出的纯铁质量为x
160 2×56
1000t×80％ X
160 1000tX80%
2×56 X





X= 560t
答：可以炼出纯铁560t。
3CO + Fe2O3 2 Fe +3CO2
如果炼出含铁为96%的生铁多少t？
生铁的质量560t÷ 96%=583t
可以炼出生铁铁583t。
二、金属资源保护
资料一：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%。
资料二：矿物的储量有限，而且不能再生。可供开采的年限如图所示。

铁为什么会生锈？？？


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、植物油
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。
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 Fe2O3

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

讨论
通过对铁制品锈蚀条件的探究，你对防止铁制品锈蚀有什么建议？
1、保持铁制品表面干燥和洁净
2、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　
3、制成合金钢，如不锈钢
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？
刷油漆
涂油
镀铬
2、金属资源保护
保护金属资源的主要途径：
1、防止金属的腐蚀
2、金属的回收和利用
3、有计划合理地开采矿物
4、寻找金属代用品
学生练习：根据铜绿的化学式Cu2(OH)2CO3分析铜生锈的条件又是什么？
与氧气、水、二氧化碳接触
5、物尽其用
1)为避免一氧化碳污染空气，并回收利用一氧化碳，方框中连接的是C和D，导管接口的连接顺序a→ → → 。 C装置中NaOH的作用是 。
2)实验开始时，应 (填“先加热再通CO”或“先通CO再加热”)，目的是 。
3)实验进行一段时间后，玻璃管A中出现的现象为 ，反应方程式为 。
4)除CO外，还有哪些物质可以还原Fe2O3 (请写一物质的化学式)。
1.某化学兴趣小组用一氧化碳与氧化铁的反应来探究炼铁的原理，装置如下图所示。请回答有关问题：
d b e
除去残余的二氧化碳
先通一氧化碳再加热
赶尽玻璃管内的空气，防止加热爆炸
Fe2O3 + 3CO 2Fe + 3CO2


高温
C或H2
固体由红棕色变成黑色
练习：