金属资源的利用和保护.ppt

课题3金属资源的利用和保护 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 如金 银等 有单质形式存在 现象 红色粉末变成黑色 澄清的石灰水变浑浊 点燃尾气有蓝色火焰 一氧化碳还原氧化铁 实验室 相关的化学方程式 Fe2O3 3CO2Fe 3CO2 CO2 Ca OH 2CaCO3 H2O 2CO O22CO2 点燃 高温 用酒精灯点燃尾气的作用是 防止一氧化碳污染空气 一 铁的冶炼 1 原料 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 石灰石 铁矿石焦炭 空气 3 设备 高炉 化学方程式 70 48 27 46 67 72 41 含铁量 一 铁的冶炼 工业上 铁矿石 焦炭 热空气 炉渣出口 生铁出口 石灰石 高炉炼铁图 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 有关杂质问题的计算 例 1000t含氧化铁80 的赤铁矿石 理论上可炼出含铁96 的生铁的质量是多少 解 氧化铁的质量 1000t 80 800t 设 理论上可炼出铁的质量为XFe2O3 3CO 2Fe 3CO21602X56800tX 800tx 560t2 56x 高温 折合为含铁96 的生铁的质量为560t 96 583t 答 1000t可炼出生铁为583t 练习 要炼出含杂质3 的生铁2000吨 需要含四氧化三铁质量分数为90 的磁铁矿石多少 解 铁的质量 2000t 1 3 1940t 设 可炼出四氧化三铁的质量为XFe3O4 4CO 3Fe 4CO2232168X1940t 高温 232xx 2679t1681940t 折合为磁铁矿石的质量为2679t 90 2977t 答 磁铁矿石的质量为2977t 现有洁净无锈的铁钉 试管 经煮沸迅速冷却的蒸馏水 植物油 棉花和干燥剂氯化钙 试设计实验以证明铁制品锈蚀的条件 铁生锈条件的探究 一 在试管1中加入少量的水 使铁钉的一半浸没在水中 二 在试管2中注入蒸馏水 使其侵没铁钉 上面加上植物油 三 在试管3中放一团棉花 把干燥剂放在干棉球上 塞紧橡皮塞 铁生锈条件的探究 生锈 不生锈 不生锈 铁既与水接触 又与氧气接触 铁只与水接触 铁只与氧气接触 在水 氧气同时存在时铁能生锈 铁 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 铁锈 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 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 防止铁生锈的原理 防止铁生锈的方法 1 制成合金 2 刷漆 涂油 电镀 3 保持铁制品表面干燥和洁净 1 隔绝空气 2 隔绝水 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