8-3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 图8 16自然界以单质形式存在的金 图8 17自然界以单质形式存在的银 除少数不活泼的金属如金 银等有单质形式存在外 其余都以化合物形式存在 一 金属的存在形式 单质 少数 如金和银 化合物 大多数 如各种铁矿石 赤铁矿 主要成分是Fe2O3 菱铁矿 主要成分是FeCO3 图8 18常见的矿石 磁铁矿 主要成分是Fe3O4 图8 18常见的矿石 辉铜矿 主要成分是Cu2S 黄铜矿 主要成分是CuFeS2 铝土矿主要成分是Al2O3 地壳中含量最多的金属是Al 金属元素在地壳中含量 二 铁的冶炼 生熟炼铁炉一 生熟炼铁炉二 图8 19我国古代炼铁图 图8 20上海宝山钢铁公司炼铁高炉 图8 21为纪念1996年中国钢产量突破1亿吨而发行的邮票 红色的Fe2O3变成黑色 同时产生的气体使澄清的石灰水变浑浊 一氧化碳还原氧化铁生成铁粉 灰黑色 与二氧化碳 1 实验室用一氧化碳还原氧化铁 用燃着的酒精灯将尾气点燃或 用气球收集尾气 实验8 3 实验步骤 按下图组装仪器 并检查其气密性 把少量研细的氧化铁粉末装进硬质玻璃管中 把硬质玻璃管接入装置系统中 先通入一氧化碳气体排除空气 防止一氧化碳与空气混合受热爆炸 点燃出气口处的酒精灯 或用气球收集 防止一氧化碳污染空气 待排尽后 点燃酒精喷灯 并观察装置中所发生的变化 当红棕色粉末已转变成黑色后 停止加热 再通入一会儿一氧化碳 直至玻璃管冷却 防止Fe被氧化 1 原料 铁矿石 焦炭 石灰石 2 工业炼铁 3 设备 炼铁高炉 铁矿石 焦炭 石灰石 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 不纯物质 纯物质 质量分数之间的关系 列比例时 一定要用纯量 三 含杂质的物质的化学方程式的计算 m 纯 m 不纯 质量分数 m 不纯 m 纯 质量分数 例题 用1000t含氧化铁 Fe2O3 80 的赤铁矿石 理论上可炼含铁96 的生铁多少吨 解 1000t赤铁矿石中含氧化铁的质量为1000t 80 800t 设800t氧化铁理论上可以炼出铁的质量为X 160112 800tX X 560t 折合含铁96 的生铁的质量为560t 96 583t 纯化杂 答 1000t含氧化铁 Fe2O3 80 的赤铁矿石 理论上可炼出含铁96 的生铁为583t 或设800t氧化铁理论上可以炼含铁96 的生铁质量为X 160112800tX 96 160 112 800t X 96 X 583t 杂化纯 设需含Fe2O3质量分数为85 的赤铁矿石的质量为x 解 生铁中含纯铁 3000t 1 5 2850t X 4790t 答 该3000t生铁中含纯铁2850t 该炼钢厂每天需含Fe2O3质量分数为85 的赤铁矿石为4790t 1 06自贡 某炼钢厂日产含杂质5 的生铁3000t 试计算 该3000t生铁中含纯铁多少吨 该炼钢厂每天需含Fe2O3质量分数为85 的赤铁矿石多少吨 计算结果保留整数 练习 2 下图是课堂中模拟炼铁的实验装置 1 写出图中标有序号的仪器名称 2 实验过程中 先要进行的是 填 或 加热 通一氧化碳 3 A中反应的化学方程式是 B中反应的化学方程式是 B中观察到的现象是 4 该装置的不足之处是 铁架台 试管 没有尾气处理装置 或没有用燃着的酒精灯处理尾气等 Ca OH 2 CO2 CaCO3 H2O 澄清的石灰水变浑浊 3 右下图是金属活动性顺序表中铜 锡 铁和铝元素被人类大规模开发 利用的大致年限 选择编号填空 铝的利用比铜和铁晚得多 原因是 目前铝在多个领域替代易生锈的钢铁 其主要原因是 铝的密度小 铝很活泼 地壳中铝的含量高 铝的表面易生成致密的保护膜 钢铁的冶炼是人类文明的一个重要标志 右图是实验室模拟炼铁的装置图 写出冶炼生铁的化学方程式 能证明产物中有铁粉的方法是 用磁铁吸 或加稀盐酸有气泡 在组装仪器时 把玻璃管插入橡胶管的操作方法是 此装置有不完善的地方 请说出其中一种改进方法 用气球收集尾气或用燃着的酒精灯点燃 导管一端用水润湿后旋转插入 为什么要保护金属资源 四 金属资源保护 保护金属资源的原因 每年大量开采 数以亿吨计 每年大量的金属被腐蚀 相当于年产量的20 40 1 金属的腐蚀和防护 人们采取了许多措施 但每年全世界因生锈而损失的钢铁约占世界年产量的四分之一 如何防锈 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 abc 请思考 用橡皮塞塞紧管口 有水和 2 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 Fe2O3 XH2O很疏松 易吸水 不能阻碍里层的铁继续与氧气 水蒸气反应 如不及时除去 会加快铁制品的生锈 使铁全部被腐蚀 而铝不同 铝与氧气反应生成致密的Al2O3薄膜 覆盖在铝的表面 从而保护里层的铝不再与氧气反应 所以铝耐腐蚀 1 铁生锈的条件 氧气 或空气 水 缓慢氧化 2 防止铁生锈的方法 破坏铁生锈的条件即可 1 保持铁制品表面的洁净和干燥 2 使其表面有保护层 涂油 刷漆 搪瓷 镀上耐腐蚀的金属 烤蓝 3 制成耐腐蚀的合金 不锈钢 就是在钢中加入一点镍和铬而制成的合金 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 自行车防锈措施有哪些 讨论 钢圈 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 金属的回收与利用 有计划 合理地开采矿物 寻找金属代用品 如以塑代钢 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 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