九年级化学上册 金属的利用和保护课件.ppt

课题3金属资源的利用和保护 自然界以单质形式存在的银 自然界以单质形式存在的金 一 金属在自然界的存在方式 1 游离态 以单质形式存在 如 金 银等少数不活泼的金属 铝土矿 主要成分是al2o3 黄铜矿 主要成分是cufes2 辉铜矿 主要成分是cu2s 2 化合态 以化合物形式存在 赤铁矿 主要成分是fe2o3 黄铁矿 主要成分是fes2 菱铁矿 主要成分是feco3 常见的铁矿石 磁铁矿 主要成分fe3o4 炼铁时选用矿石的原则 1 产物对环境影响小 2 铁元素含量高 赤铁矿 主要成分是fe2o3 黄铁矿 主要成分是fes2 菱铁矿 主要成分是feco3 磁铁矿 主要成分fe3o4 铁元素含量低 产生so2对环境有影响 古代炼铁 铁矿石 焦炭 石灰石 除炉渣 空气 一 铁的冶炼1 原料 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 3 设备高炉 实验室模拟冶炼铁的实验 用酒精灯点燃尾气的作用是 防止一氧化碳污染空气 先通一段时间的一氧化碳 排净装置内的空气防止装置发生爆炸 红色粉末变为黑色 澄清石灰水变浑浊 co将红色fe2o3粉末还原生成灰黑色铁固体 并产生co2 炼钢用的电弧炉 转炉炼钢 炼钢和炼铁的比较 高温 资料一 人类每年要向自然界索取大量的金属矿物资源 以提取数以亿吨计的金属 金属矿物的储量有限 而且不能再生 根据已探明的一些矿物的储量以及目前这些金属的消耗速度 有人估计一些矿物可供开采的年限如下图所示 不包括今后新探明的矿物储量 一些国家的金属储备量和金属的回收利用等 资料二 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 1 金属的腐蚀和防护 1 铁制品锈蚀条件的探究 二 金属资源保护 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 氧气同时存在的环境中铁能生锈 生锈 不生锈 不生锈 回答下列问题 1 试管 中为什么要用煮沸过的蒸馏水 且要加入植物油 这样做是为了防止蒸馏水中溶有氧气 2 铝与氧气反应生成的氧化铝能起到保护里层铝的作用 铁锈是否也能保护里层的铁呢 不能 因为铁锈是疏松的 铁锈成分复杂 主要是fe2o3 xh2o3 你能否根据铁生锈的条件提出防止铁制品生锈的原理 破坏铁生锈的条件 隔绝空气 隔绝水 4 在实际生活和生产中我们应该采取哪些具体方法来防止铁制品生锈呢 1 铁制品表面涂一层保护膜 如刷油漆等 防锈方法p20讨论1 在面盆 杯子 等表面烧涂搪瓷 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 镀铬的车圈 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 烤蓝发簪 锯条 4 使用铁合金 用不锈钢制造的器具 防止铁制品生锈的具体方法为 1 保持铁制品表面清洁和干燥 2 在铁制品表面涂一层保护膜 如刷油漆 涂油 搪瓷 3 镀上一层耐磨 耐腐蚀的金属 如 铬 4 通过化学反应在铁制品表面形成一层致密的氧化膜 如进行 烤蓝 处理等 5 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 答 刷漆 涂油 镀铬等 你知道吗 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 以上的铁和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 如果将废旧电池随意丢弃 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 不仅可以节约金属资源 而且还可以减少对环境的污染 废弃金属的回收有什么意义 1 可节约金属资源 2 由于金属冶炼需在高温下进行 回收废弃金属并进行再利用可节约能源 3 降低金属制品的生产成本 从而使人们能得到物美价廉的金属制品 4 可减少金属对环境的污染 2 金属资源保护保护金属资源的有效途径 1 防止金属锈蚀 2 回收利用废旧金属 3 合理有效地开采矿物 4 寻找金属代用品 1 稀土就是化学元素周期表中镧系元素 镧 la 铈 ce 镨 pr 钕 nd 钷 pm 钐 sm 铕 eu 钆 gd 铽 tb 镝 dy 钬 ho 铒 er 铥 tm 镱 yb 镥 lu 以及与镧系的15个元素密切相关的两个元素 钪 sc 和钇 y 共17种元素 称为稀土元素 rareearth 简称稀土 re或r 稀土有 工业维生素 的美称和工业 黄金 之称稀土元素在石油 化工 冶金 纺织 陶瓷 玻璃 永磁材料等领域都得到了广泛的应用 随着科技的进步和应用技术的不断突破 稀土氧化物的价值将越来越大 而且 稀土同样是电子 激光 核工业 超导等诸多高科技的润滑剂 稀土科技一旦用于军事 必然带来军事科技的跃升 从一定意义上说 美军在冷战后几次局部战争中压倒性控制 以及能够对敌人肆无忌惮地公开杀戮 正缘于稀土科技领域的超人一等 白云鄂博归包头市管辖 是包头五个区之一称为白云矿区 蒙古语称 白云博格都 意为 富饶的神山 位于包头市正北约150公里处 白云鄂博矿山东西延伸约20余公里 相对高度约200米 稀土资源储量占全国的97 为除中国以外世界总储量的5倍多 白云鄂博矿是一座世界罕见的多金属共生矿床 分布在东西长18公里 南北宽约3公里 总面积48平方公里的范围内 现已探明矿体内蕴藏着175多种矿物 71多种元素 矿物种类主要有铁 铌和稀土矿物 其中铁矿储量14亿吨 铌矿储量660万吨 稀土矿工业储量3600万吨 占全世界的36 占全国的90 以上 因而被誉为 稀土之乡 另外 还蕴藏着铜 石英石 莹石 磷灰石 软锰矿等多种矿物 白云鄂博现在是包头钢铁公司的主要原料基地 对包头市和自治区的经济发展发挥着举足轻重的作用 中国稀土现状仅能维持20年中国稀土储量在1996至2009年间大跌37 只剩2700万吨 按现有生产速度 中国的中 重类稀土储备仅能维持15至20年 在2040 2050年前后必须从国外进口才能满足国内需求 中国并非世界上唯一拥有稀土的国家 却在过去几十年承担了世界稀土供应的角色 结果付出了破坏自身天然环境与消耗自身资源的代价 2005年中国稀土产量占全世界的96 出口量世界第一 中国产量的60 用于出口 出口量占国际贸易的63 以上 而且中国是世界上惟一大量供应不同等级 不同品种稀土产品的国家 可以说 中国是在敞开了门不计成本地向世界供应 据国家发改委的报告 中国的稀土冶炼分离年生产能力20万吨 超过世界年需求量的一倍 而中国的大方 造就了一些国家的贪婪 至2012年初统计数据显示 我国稀土世界占有量由2005年的96 下降至30 以制造业和电子工业起家的日本 韩国自身资源短缺 对稀土的依赖不言而喻 他们通过进口和矿山购买 却占有了世界稀土的30 以上的储存份额 中国出口量的近70 都去了这两个国家 至于稀土储量世界第二的美国 早早便封存了国内最大的稀土矿芒廷帕斯矿 钼的生产也已停止 转而每年从中国大量进口 西欧国家储量本就不多 就更加珍爱该国稀土资源 也是中国稀土重要用户 发达国家的贪婪表现在 除了生产所需 它们不但通过政府拨款超额购进 存储在各自国家的仓库中 这种做法 日美韩等国行之有年 除了购买 还通过投资等方式规避中国法律 参与稀土开发或者直接引诱中国稀土走私 行公开掠夺之实 2011年5月发布的 国务院关于促进稀土行业持续健康发展的若干意见 提出 建立稀土战略储备体系 按照国家储备与企业 商业 储备 实物储备和资源 地 储备相结合的方式 建立稀土战略储备 2012年7月稀土战略收储工作已启动 国家财政资金将通过企业进行收储 这是我国首次启动稀土战略收储 日本开始在全球范围内四处寻找能够替代中国的稀土供应源 东京计划投资12亿美元用来改善稀土供应状况 日本已经与蒙古闪电达成协议 从本月起开发该国的稀土资源 另一稀土消耗大国韩国也有类似的计划 2012年 韩国宣布将投资1500万美元 在2016年前储备1200吨稀土 做一名有智慧的中国人 用理性来爱国 做一名有良知的中国人 用行动来爱国 做一名有能力的中国人 用实力来爱国 教师寄语 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 1000t赤铁矿石含氧化铁的质量为 1000t 80 800t设800t氧化铁理论上可以炼出铁的质量为x fe2o3 3co2fe 3co21602 56800txx 560t 折合为含铁96 的生铁质量为 560t 96 583t答 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 3co2fe 3co22 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 4 保护金属资源的有效途径是防止金属腐蚀 回收利用废旧金属 合理有效地开采矿物 以及寻找金属的代用品等 动手动脑学化学 1 通过实验回答 铁钉在下列哪些情况下容易生锈 1 在干燥的空气中 2 在潮湿的空气中 3 部分浸入食盐水中 4 浸没在植物油中 指导建议 本题可通过实验来寻找结果 按题目所给要求完成实验 并进行探究 当然还可以利用本课题中所学铁生锈的条件分析完成 铁制品在与氧气 水同时直接接触的条件下易生锈 所以在干燥的空气中 没有水分铁不易生锈 而在潮湿的空气中 既含有水 又含有氧气 符合铁生锈的条件 当铁部分浸入食盐水中 随着水分的蒸发 液面上的铁实际上也是处在潮湿的空气中 所以也易生锈 但浸没在植物油中 不与氧气 水接触 也就不会生锈了 2 回答下列问题 1 为什么沙漠地区的铁制品锈蚀较慢 指导建议 沙漠地区空气干燥 2 被雨水淋湿的自行车 为什么须先用干布擦净后才能用带油的布擦 指导建议 尽管用带油的布擦被水淋湿的自行车 水分却依然存在 并且水与油不相溶 铁依然能接触到空气和水 铁生锈的条件依然存在 所以必须先擦去水分再抹油 3 我国古代将炉甘石 znco3 赤铜 cu2o 和木炭粉混合后加热到约800 得到一种外观似金子的锌和铜的合金 试写出反应的化学方程式 提示 znco3加热可分解为zno 指导建议 分析题目 原料是znco3 cu2o和c 而产物是zn和cu 且其中c是一种还原性物质 这是一道利用还原剂从氧化物中冶炼金属的题目 要先找zn和cu的氧化物 根据提示 znco3zno co2 所以可以用c分别还原zno和cu2o 反应的化学方程式如下 2zno c2zn co2 2cu2o c4cu co2 4 某钢铁厂每天需消耗5000t含fe2o376 的赤铁矿 该厂理论上可日产含fe98 的生铁多少吨 指导建议 首先将不纯物质的质量转化成纯净物的质量 fe2o3质量 5000t 76 3800t设生铁质量为x 则纯铁质量 98 x fe2o3 3co2fe 3co21601123800t98 x160 3800t 112 98 xx 2714 3t 高温 5 冶炼2000t含杂质3 的生铁 需要含fe3o490 的磁铁矿石多少吨 指导建议 纯铁质量 2000t 1 3 1940t 设磁铁矿质量为x 则fe3o4质量为90 x 23216890 x1940t232 90 x 168 1940tx 2976 7t答 需要磁铁矿石质量为2976 7t 6 对如何防止你家的刀 剪等铁制品生锈 提出两种以上的方案 比较方案的优缺点 并在家里实施你的方案 指导建议 可针对铁制品生锈的条件提出方案 如用完后将这些铁制品擦干后放在干燥地方或擦干后涂上一层起保护作用的油等 1 钢铁厂常选用赤铁矿 磁铁矿为炼铁原料 一般不选用黄铁矿 fes2 和褐铁矿 fe2o3 xh2o 等矿石 请分析原因 2 用光亮的铁钉进行下列实验 哪支试管的铁钉易生锈 哪支试管的铁钉不易生锈 说明原因 abc 蒸馏水 油 干燥空气 3 利用下图装置测定某赤铁矿中氧化铁的质量分数 假设赤铁矿中氧化铁全部还原为铁 杂质不参与反应 现记录数据如下 玻璃管质量为65 6g 根据实验数据计