化学人教版九年级下册课题3 金属资源的利用和保护.ppt

课题3金属资源的利用和保护 人类生活离不开金属 金属元素在地壳中的含量 资料 金属元素在自然界中的存在 在自然界中 绝大多数金属以化合物存在 少数金属例如金 铂 银 等以单质存在 金属矿物多数是氧化物及硫化物 自然界以单质形式存在的金自然界以单质形式存在的银 赤铁矿 黄铁矿FeS2 Fe2O3 矿石 工业上把能用来提炼金属的矿物叫矿石 磁铁矿Fe3O4 菱铁矿FeCO3 孔雀石Cu2 OH 2CO3 赤铜矿Cu2O 黄铜矿CuFeS2 辉铜矿Cu2S 铝士矿Al2O3 赤铁矿 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 实验室中 反应的化学方程式 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 铁矿石 石灰石焦炭 空气 3 设备 炼铁高炉 化学方程式 70 48 27 46 67 72 41 含铁量 一 工业上铁的冶炼 高炉是个竖直的圆筒形炉子 炉壳用钢板制成 内部用耐火砖作衬里 炼铁的主要原料是铁矿石 焦炭 石灰石和空气 高温下 还原剂 主要是焦炭与空气反应生成的一氧化碳 把铁矿石中三价的铁还原成铁单质 工业上 工业炼铁的原料 铁矿石 焦炭 石灰石等 铁矿石 提供铁元素 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 石灰石 将矿石中的二氧化硅转变为炉渣 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 3CO2160112800tx 800t112xx 560t 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 的磁铁矿石多少吨 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 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 根据已探明的一些矿物的储藏量 以及目前这些金属的消耗速度 有人估计一些矿物只能开采如下年限 二 金属资源保护 1 金属的腐蚀和防护 1 铁制品锈蚀条件的探究 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中加入少量的蒸馏水 使铁钉的一半浸没在水中二 在试管2中注入冷却的沸水 使其侵没铁钉 上面加上植物油并塞紧橡皮塞三 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 一周以后 1 铁钉浸没一半在水中 铁在空气 水的界面处生锈2 铁钉完全浸没在水中 上面还加植物油 铁未生锈3 铁钉放在干燥的空气中 加干燥剂等 铁未生锈 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 在氧气 水同时存在的环境中铁能生锈 缓慢氧化 放热 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 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 怎么防止钢铁生锈呢 在车船的表面喷油漆 在机械表面涂防锈油 在面盆 杯子 等表面烧涂搪瓷 此外 还可以在钢铁表面镀上一层能起保护作用的其他金属 如 在钢铁表面镀锡 镀锌 和镀铬 镀铜 金属防腐蚀的方法 1 隔绝空气或氧气 2 隔绝水 A 改变金属的内部结构制成合金 如不锈钢B 形成保护层刷油漆 涂油 烧制搪瓷 物理方法 镀上一层耐腐蚀的金属如镀铬 锌 锡通过化学反应使表面形成致密的氧化物薄膜C 改善腐蚀环境等等保持铁制品表面干燥和洁净 1 有效地防止金属腐蚀 二 金属资源保护 1 保持铁制品表面干燥和洁净2 刷漆 涂油镀铬 进行 烤蓝 处理等3 制成合金钢如不锈钢 2 回收和利用废旧金属 废铁 废铜 和易拉罐等金属回收再利用 讨论 废弃金属的回收有什么意义 可节约金属资源由于金属冶炼需在高温下进行 回收废弃金属并再利用可节约能源降低金属制品的生产成本 可方便人们得到物美价廉的金属制品可减少金属对环境的污染 3 有计划 合理地开采矿物 4 积极开发金属的代用品 小结 铁生锈的主要条件是与空气和水 或水蒸气 直接接