单元3金属的锈蚀和防护.ppt

8 3金属资源的利用和保护 单质形式化合物形式 一 金属元素在自然界的存在形式 如 Au Pt Ag 少数 二 矿石 2 种类 主要成分 Fe2O3 主要成分 Fe3O4 注 一般不用含硫的矿石冶炼金属 多数 1 定义 能用来提炼金属的矿物 如 赤铁矿 磁铁矿 因为产生的SO2会污染空气 三 铁的冶炼 CO还原Fe2O3的实验 1 装置 P 17 2 实验步骤 通 点 灭 停 3 化学方程式 Fe2O3 3CO3CO2 2Fe 高温 4 现象 红色粉末变黑色 澄清石灰水变浑浊 铁的冶炼 我国开始生产和使用铁器的时间 1 原料 铁矿石 焦炭 石灰石 空气 2 原理 在高温下 利用焦炭与O2反应生成的CO把铁从铁矿石里还原出来 3 设备 高炉 4 产品 生铁 春秋战国 Fe2O3 3CO3CO2 2Fe 高温 上层 中层 下层 Fe2O3 3CO3CO2 2Fe 高温 CO2 C2CO 高温 2C O22CO 点燃 C O2CO2 点燃 注1 高炉内的反应 注2 焦炭的作用 燃烧放出的热 能提高炉温 产生还原剂CO 注3 石灰石的作用 将矿石中的SiO2转变为炉渣 四 金属资源的保护 金属的腐蚀和保护 即 常温下 Fe铁在潮湿的空气中易生锈 1 铁生锈的必要条件 Fe与O2 H2O接触 2 铁锈 主要成分 Fe2O3 或Fe2O3 xH2O 红色 混合物 简答 铁制品会全部锈蚀的原因 铁锈很疏松 不能阻碍里层的Fe继续与O2 H2O反应 加快铁生锈速率 铁丝 水平线 水 当时间足够长 试管内的Fe与水 试管里空气中的O2完全反应生成铁锈时 试管内水的高度能达到试管高度的约1 5 3 防止铁生锈的方法 在铁制品表面涂一层保护膜 如 涂油 刷油漆 镀其它金属 通过化学反应使铁制品的表面生成一层致密的氧化膜 如 烤蓝 Fe3O4 1 常用方法 2 保持铁制品表面的洁净与干净 原因 既隔绝空气 又可以防水 3 制造耐磨耐腐蚀的合金 如 镀铬 镀锌 资料一 根据已探明的一些矿物的储藏量和目前消耗速度 有人估计一些矿物可供开采的年限如下图所示 矿物的储量是有限的 且不能再生 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 思考 如何保护金属资源 金属资源的保护方法 1 防止金属的腐蚀 2 金属的回收利用 3 有计划 合理地开采矿物 4 寻找金属的代用品 好处 节约金属资源 减少对环境的污染 2 利用物质的磁性不同除杂 五 物质的除杂 一 物理性除杂 1 利用物质的溶解性不同除杂 二 化学性除杂 3 原物质与杂质易分离 原则 1 不增 除杂过程中不能增加新的杂质 2 不变 原物质不能改变 二 化学性除杂 气体除杂 应加 所加试剂为 液体或气体 所加试剂只与杂质反应 使杂质全部转变为原物质或与原物质状态不同的物质 与原物质状态不同的物质 即 固体除杂 应加 液体除杂 应加 固体或气体 固体或液体 析 六 常见的置换反应 盐 H2 1 金属 酸 FeCl2 H2 Fe 2HCl 金属 盐 2 金属 盐 Fe CuSO4 Cu FeSO4 金属 CO2 3 金属氧化物 C 2CuO C 2Cu CO2 4 金属氧化物 H2 金属 H2O CuO H2 Cu H2O 注 CO还原金属氧化物不属于置换反应 自然界中以单质形式存在的金 自然界中以单质形式存在的银 主要成分是Fe2O3 赤铁矿 主要成分是FeS2 黄铁矿 主要成分是FeCO3 菱铁矿 主要成分是Al2O3 铝土矿 主要成分是CuFeS2 黄铜矿 辉铜矿 主要成分是Cu2S 酒精灯的作用 点燃尾气 防止CO污染空气 酒精喷灯 玻璃管 为纪念1996年中国钢产产量突破1亿吨而发行而发行的邮票 上海宝山钢铁公司炼铁高炉 A B C 蒸馏水 植物油 干燥剂 棉花 生锈 不生锈 不生锈 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 不生锈 Fe与O2 H2O接触 铁才能生锈 a b c 图中生锈最彻底的部位是 b 阅读教材P19页 回答下列问题 1 试管B中为什么要用煮沸过的蒸馏水 且要加入植物油 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 是为了防止蒸馏水中溶有氧气 不能 因为铁锈是疏松的 加快铁生锈速率的情况 酸性污染物的存在 酸雨 加快生锈速度 离子化合物的存在 氯化钠 高溫 加快化学反应速度 与活泼性较低金属接触 置换反应 经刮擦或凹凸扭曲表面 增加接触面 怎样防止铁生锈 加上保护层 1 加上油漆 塑胶层或油脂 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 镀上其他金属 如镀锡或铬等 罐头 是由镀锡铁制成 镀铬的浴室水笼头 镀上其他金属 如镀锌或镁等 牺牲性保护 由镀锌铁制造的水桶 把铁