课题3金属资源的利用和保护.ppt

第八单元 金属和金属材料,课题3 金属资源的利用和保护,第二课时,P1821,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,四.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。,a.在干燥空气中 b.浸没在水中 c.半截浸没在水中,铁的生锈过程,哪种条件下,铁最易生锈?为什么?,不生锈(有水无O2),不生锈 (有O2无水),在水与空气的交界面最易生锈,植物油,a b c,请思考：,用橡皮塞塞紧管口,(有水和2),（1）铁与空气中的氧气、水蒸气发生化学反应。,铁锈的成份很复杂,主要为氧化铁Fe2O3 XH2O，是混合物。,（1）铁生锈的条件是：,要有能够发生反应的物质(Fe、H2O、O2)；,（2）金属锈蚀的条件,反应物要能相互接触；,生成物不会对反应起阻碍作用。,4Fe+3O2+2XH2O=2Fe2O3 XH2O (缓慢氧化),全浸在水中,干燥空气中,一半在水中,食盐水中,稀H2SO4中,实验：探究铁生锈的条件,一周后,铁钉沾了酸液: 铁钉严重锈蚀 铁钉浸没一半的在食盐水中：浸没在食盐水中的铁钉几乎全部生锈 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,稀H2SO4中,一半在水中,食盐水中,干燥空气中,1铁生锈是铁与氧气、水等物质相互作用。（缓慢氧化,放热） 2.在有酸性和盐条件下会加快生锈速率 3铁锈（混合物）的主要成分是氧化铁Fe2O3,红棕色.,结论:,（3）防止铁制品生锈的措施：(破坏铁生锈的条件即可)：P20表,保持铁制品表面的洁净和干燥。,在铁制品表面形成保护膜，即涂油、刷漆、搪瓷、镀上 耐腐蚀的金属、烤蓝（即表面生成致密的氧化膜保护层），使铁制品与空气隔绝。,改变内部结构，制成耐腐蚀的合金，如不锈钢，就 是在钢中加入一点镍和铬而制成的合金。,思考题：为什么铁制品易全部被锈蚀，而铝不易被锈蚀？,答：铁锈很疏松，不能阻碍里层的铁继续与氧气、水蒸气反应，因此铁制品可以全部被锈蚀。因而铁锈应及时除去。 而铝与氧气反应生成致密的Al2O3薄膜，能覆盖在铝的表面，保护里面的铝不再与氧气反应，因此，铝具有很好的抗腐蚀能。 讨论并回答1：P20 自行车各构件的防锈措施？,三角架：,钢线(辐条）：,链条：,刷漆,镀一层耐腐蚀的金属,涂油等,平时要保持自行车的洁净与干燥（或涂油）！ 支架的防锈措施： 链条的防锈措施： 。 钢圈的防锈措施： 车把的防锈措施： 。,讨论并回答1：P20 自行车各构件的防锈措施？,钢圈：,讨论并回答2：根据铁生锈的条件，填写出下列铁制品防锈的方法：,（1）钢锯条_； （2）自行车车架_； （3）自行车车把_； （4）脸盆 _ ； （5）不锈钢楼梯扶手_； （6）铁制自来水管_。,图8-25 据估计一些矿物可供开采的年限,2.金属资源保护,为什么要保护金属资源？,矿物的储量是有限的，而且不能再生。,2、怎样保护金属资源呢?,防止金属的腐蚀。（因腐蚀而报废的金属设备和材料相当于年产量20%40%）,回收与利用废旧的金属。 例如： （回收比制造新的要划算，且节约金属资源和95的能源，废旧金属的回收利用可减少对环境的污染，如废旧电池回收等）,有计划,合理地开采矿物,严禁不 顾国家利益的乱采矿。,寻找金属代用品。例如用 代替 和其它 制造管道等。,图8-26 金属的回收利用,回收一个铝制的易拉罐比制造一个新的铝制的易拉罐要便宜20%，而且还可以节约金属资源和95%能源。目前世界上有50%以上的铁和90%以上的金得到回收利用。,（2）保护金属资源的意义：,节约 。 减少对 。,反馈练习,1.在下列情况下，埋在地下的铸铁管道腐蚀最快的是 （ ） A.在潮湿、致密的土壤中 B.在干燥、致密的土壤中 C.在潮湿、疏松的土壤中 D.在干燥、疏松的土壤中,2.某运输用铁船，在水中行驶，最易生锈的部位是( ),C,B,A.水面上的船头部分 B.水面附近的船体部分 C.水面下的船底部分 D.各部分都一样速度生锈,3.日常生活中的一些铁制品经常会被锈蚀。 下列做法中不能起防锈作用的是（ ） 在铁制品表面镀锌 在铁制品表面涂油脂 保留铁件表面的铁锈作保护层 在铁器表面刷油漆 自行车脏了用清水冲洗 用废酸液冲洗铁制污水管道 切完咸菜后，尽快将菜刀洗净擦干 A. B. C. D.,B,4.全世界每年因生锈损失的钢铁约占世界 钢铁年产量的1/4。某学生想探究铁生锈的条件，他将 干净的铁钉分别同时入放A、B、C三支试管中进行研究。 请你帮助该学生完成下列实验设计的内容：,加热烘干试管，小心放入铁钉，塞上塞子,探究铁在有水而无空气 （氧气）时的生锈情况,小心放入铁钉，注入蒸馏水，使铁钉部分浸入水中,一周后，编号为_的试管中的铁钉最易生锈。 用相同材料制作，经过相同时间防锈处理的铁栏杆，安装在南方比安装在北方更易生锈，其原因是 _。,C,南方比北方天气潮湿，铁更易生锈,A B C,铁在干燥空气中,铁在有水而无空气（氧气）时,铁在有空气和水时,4.某课外兴趣小组对一批铁样品（含有杂质，杂质不溶于水，也不与稀硫酸反应）进行分析，甲、乙、丙三位同学分别进行实验，其中只有一位同学所取用的稀硫酸与铁样品恰好完全反应。实验数据如下表： 请你认真分析数据，回答下列问题： 哪位同学所取用的稀硫酸与铁样品恰好完全反应； 计算样品中铁的质量分数； 若生产1000 t这种纯度的铁，至少需要含氧化铁(Fe2O3)80%的赤铁矿多少吨？,改正：(烧杯的质量为25.4g；计算结果精确到0.1%),解：分析表中数据可知，甲、乙、丙三人的实验生成气的质量都是0.3g(如甲为200g+9g-208.7g0.3g),即各人的实验中都有一种反应物完全反应。由甲、乙数据可知，9g铁样品中的铁完全反应，甲中的酸过量。由乙、丙数据可知，(150g 25.4g)124.6g的稀硫酸中的H2SO4完全反应，丙中的金属过量。综合分析可知乙同学所取用的稀硫酸与铁样品恰好完全反应。,解：乙反应生成氢气的质量为150g+9g-158.7g0.3g。 设Fe的质量为X。 Fe + H2SO4 = FeSO4 + H2 2 X 0.3g,计算样品中铁的质量分数；,答：样品中铁的质量分数为93.3%。,若生产1000 t这种纯度的铁，至少需要含氧化铁(Fe2O3)80%的赤铁矿多少吨？,解：需要含氧化铁80%的赤铁矿的质量为Y。 1000 t这种纯度的铁含纯铁的质量为1000t93.3%930t。,160 112 Y80% 930t,160:112=Y80%: 930t Y=1666.1t,答：生产1000 t这种纯度的铁，至少需要含氧化铁(Fe2O3)80%的赤铁矿为1666.1t。,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条件下CO作还原剂，夺取铁矿石里的氧，将铁还原出来。,2.在实际生产时,所用的原料或产物一般都含有杂质,在计算用料时和产量时,应考虑到杂质问题。,3.铁生锈的条件是铁与空气中的氧气、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。在铁表面涂油、刷漆、镀上耐磨和 耐腐蚀的铬及制造耐腐蚀的合金，如不锈钢等，就能防止钢铁生锈。,4. 保护金属资源的有效途径是防止金属的腐蚀、回收与利用废旧金属、合理有效地地开采矿物,以及寻找金属代用品等。,列比例时，一定要用纯量。,m(纯) = m(不纯 )纯度,4Fe+3O2+2XH2O=2Fe2O3 XH2O,本单元小结：,一、金属和金属材料,金属与非金属物理性质的比较：,2.金属材料包括纯金属和合金。把两种或两种以上的金属熔合在一起，或者把金属和非金属熔合在一起，就可以得到具有金属特性的合金 。由于合金的很多性能一般比组成它们的纯金属更好，因此，在实际中大量使用的金属材料是合金。,二、金属的化学性质,1.很多金属都能与氧气、盐酸和稀硫酸等起反应，但反应的难易和剧烈程度不同。)以Fe、Al、Cu为例，写出它与氧气、稀硫酸反应的化学方程式。,， 。,Fe + H2SO4 FeSO4 + H2,2Al +3H2SO4 Al2 (SO4) 3 +3H2,Cu + H2SO4不反应,2.由一种单质 和一种 化合物反应，生成另一种单质 和另一种 化合物的反应叫做置换反应。例如,如果用A+B C来表示化合反应的话，请用相似的方法来表示分解反应和置换反应。,置换反应：A +BC B + AC,分解反应：ABA + B,， 。,Zn + H2SO4 ZnSO4 + H2,Fe + CuSO4 FeSO4 + Cu,3.常见金属活动性顺序如下：,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,举例说明金属活动性顺序可以给你哪些判断的依据：,。 。,只有排在H前面的才能置换酸中的氢。,只有排在前面的金属才能把排在后面的金属从它们的化合物的溶液中置换出来。(K Ca Na 特殊、反应复杂),三、金属资源保护,1.把铁矿石冶炼成铁的主要反应原理是：,在实际生产时,还会遇到有关杂质的计算问题。,2.铁锈蚀的主要条件以及防止铁锈蚀的主要措施是：,铁锈蚀的主要条件是铁与空气中的氧气、水蒸气等发生化学反应。防止铁锈蚀的主要措施是在铁表