金属资源的利用和保护课件1、--2课时ppt完整版本.ppt

九年级下册化学教学课件第八单元金属和金属材料 课题3 金属资源的利用和保护授课教师 周丞单位名称 鸡街中学 金属资源的利用和保护 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 磁铁矿 主要成分Fe3O4 赤铁矿 主要成分Fe2O3 想一想 假如你是炼铁厂的厂长 你认为哪种矿石最不适宜作为工业炼铁的原料 除了焦炭和一氧化碳可以还原出铁来 氢气也可以 你准备选用哪种物质来炼铁 70 72 4 48 3 46 7 请同学们观察课本P15页 金属元素在地壳中的含量 排在前两位的是 铝 铁 请同学们观察课本P16页常见的矿石 赤铁矿 主要成分是Fe2O3 黄铁矿 菱铁矿 铝土矿 黄铜矿 辉铜矿 在地壳中 矿物常与岩石混合共存在一起 形成矿石 提问 那么矿石是如何变成金属的 铁的冶炼 早在春秋战国时期 我国就开始生产和使用铁器 从公元1世纪起 铁便成了一种最主要的金属材料 为纪念1996年中国钢产产量突破1亿吨而发行而发行的邮箱 实验过程中能观察到什么现象 酒精灯 澄清石灰水的作用分别是什么 铁 演示 将铁矿石中的SiO2转变为炉渣 Fe2O3 生铁 出铁口 炉渣 出渣口 高炉气体 高炉气体 产生一氧化碳 提供热量 上海宝山钢铁公司炼铁高炉 某炼铁厂用于炼铁的主要原料是赤铁矿石 主要含有Fe2O3 焦炭 空气等 主要反应过程如下图示 炼铁厂用于炼铁的主要设备是 在上述框图中A B所对应的有关反应生成物的化学式分别是 写出上述反应的化学方程式 在此过程中 焦炭的作用是 高炉 一氧化碳 产生一氧化碳 提供热量 二氧化碳 涉及到杂质问题的计算 化学方程式所表达的都是纯净物质发生化学变化时的相互关系 各化学式所规定的化学量 反映的是纯净物之间的数量系 在实际生产中 所用的原料或产物一般都是含有杂质的 因此 在实际生产中必然会涉及到杂质的计算问题 当参与反应的物质含杂质时 应先要把含杂质物质的质量换算成纯净物质的质量 再进行计算 纯物质质量 不纯物质总量 纯物质所占质量分数 例3 计算多少吨铁的质量分数为96 的生铁中含铁560t 例2 1000t含杂质20 的赤铁矿石中含氧化铁的质量是多少 解 1000t赤铁矿石中含氧化铁的质量为 1000t 1 20 800t 解 生铁的质量为 560t 96 583t 例4 某钢铁厂每天需要消耗1000t含氧化铁80 的赤铁矿石 该厂理论上每天可以炼出含铁96 的生铁多少吨 80 800t 537 6t 生铁的质量 537 6t 96 560t 练习 要炼出含2 杂质的生铁1600吨 需要含氧化铁质量分数为80 的赤铁矿石多少吨 解 设需要含为80 的赤铁矿石的质量为x生铁1600吨含纯为1600吨 1 2 1568吨Fe2O3 3CO2Fe 3CO2160112x 80 1568吨x 2800吨答 需这种赤铁矿石2800吨 练习 例5 某同学晚上帮妈妈做饭 切完青菜就将菜刀放在砧板上 第二天早晨发现菜刀生锈了 试问 1 菜刀上是否发生了化学反应 2 菜刀为什么会生锈 3 为了防止这把菜刀生锈 该同学应该怎么做 答案 1 菜刀生锈 生成了与铁不同的物质 即生成了新物质 发生了化学反应 2 用菜刀切青菜 刀上必沾水 放在砧板上又与空气中的氧气接触 满足了铁锈蚀的条件 所以生锈 3 为防止菜刀生锈 可将菜刀洗净擦干 放在干燥处即可 或再涂上一层食用油 起到隔绝空气的作用 金属资源的利用和保护 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藏量 并根据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 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 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 氧气同时存在的环境中铁能生锈 钢铁的生锈和防锈钢铁的生锈 实际上是铁跟空气中的氧气 水等物质发生一系列的化学反应 生成铁锈 铁锈是一种复杂的铁的氧化物的水合物 可用Fe2O3 xH2O表示 针对铁生锈的条件 人们想出了种种方法跟金属生锈作斗争 最常见的方法是给容易生锈的钢铁穿上 防护盔甲 你看 大街上跑着的五颜六色小轿车 喷上了亮闪闪的油漆 自行车的钢圈 车把镀上了抗蚀能力强的铬或镍 金属制品 机器零件出厂前 在表面涂上一层油脂等等 都是用的这种方法 更彻底的方法是给钢铁 服用免疫药 即在钢铁中加入适量的铬和镍 制成 不锈钢 这种钢具有很强的抵御水和氧气侵蚀的能力 另外还有一种特殊的做法 是将钢铁制品表面做上另一种铁锈 四氧化三铁 它呈蓝黑色 它跟氧化铁的性质不同 它也像铝的氧化物那样致密 对钢铁也有保护作用 这种做法叫烤蓝 你看 战士用的枪支 建筑用的钢筋 铁板 都不是铁原来的银白色 而是黑黝黝的 闪烁着蓝光 这就是经过了烤蓝处理 金属资源保护矿物的储量有限 而且不能再生 总有一天 这些金属资源会消耗殆尽的 怎样保护金属资源呢 除了前面介绍的应防止金属的腐蚀外 另一条有效途径是金属的回收和利用 在能源紧张的今天 铝作为贮存能源的 银行 备受青睐 富裕的电力无法贮存 可用来炼铝 炼1千克铝耗电十七八度 铝锭又不锈蚀能长期存放 回收铝所需的能量只有炼铝的1 20 是回收钢铁的1 8 而且回收起来极少损耗 所以国外大量采用铝质包装箱 周转箱 连汽水瓶 罐头盒都是铝膜制的软罐头 建筑行业的脚手架也用铝质的 这一切都为了便于回收 节约能源 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对环境有害的金属元素 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 将汞等金属回收利用 不仅可以节约金属资源 还可以减少对环境的污染 所以金属的回收和利用具有重要意义 保护金属资源的第三条有效途径是应有计划 合理地开采矿物 严禁不顾国家利益乱采矿 另外还可以开发新材料替代金属 例如 已经能用塑料来代替钢和其他合金制造管道 齿轮 还可以将玻璃经过特殊处理 制成玻璃钢 玻璃钢的硬度极高 与钢铁不相上下 但它十分轻盈 不生锈 不导电 用途十分广泛 可用来制作轿车车身 汽艇外壳 火车车厢 轻型坦克等 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 在水 氧气同时存在的环境中铁能锈蚀铁锈的主要成分是Fe2O3 xH2O 想一想 阅读教材P19页 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 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 3 你能否根据铁生锈的条件提出防止铁制品生锈的原理吗 是为了防止蒸馏水中溶有氧气 不能 因为铁锈是疏松的 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 在水 氧气同时存在的环境中铁能锈蚀铁锈的主要成分是Fe2O3 xH2O 2 铁制品的防护措施 防止铁生锈的原理 就是破坏铁生锈的条件 讨论 1 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 防止铁制品生锈的具体方法为 保持铁制品表面干燥和洁净在铁制品表面涂一层保护膜如 刷油漆 涂油 镀上一层耐磨 耐腐蚀的金属铬 高温灼烧金属 进行 烤蓝 处理等制成合金钢 如不锈钢 讨论 2 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 3 4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 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 矿物的储量有限 而且不能再生 二 金属资源保护 2 金属资源保护 1 防止金属腐蚀 讨论 3 对于金属资源除了采取防止金属腐蚀的措施外 还可以通过什么途径来使金属资源得到保护呢 废品收购站为什么要收购废铁 废铜 和易拉罐等金属 二 金属资源保护 2 金属资源保护 1 防止金属腐蚀 2 回收和利用废旧金属 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 不仅可以节约金属资源 而且还可以减少对环境的污染 你知道吗 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 二 金属资源保护 2 金属资源保护 1 防止金属腐蚀 2 回收和利用废旧金属 3 合理开采矿物 4 寻找金属的代用品 5 物尽其用 小结 铁生锈的主要条件是与空气和水 或水蒸气 直接接触 破坏铁生锈的条件就能防止铁生锈 防止铁生锈的方法为 保持铁制品表面干燥和洁净在铁制品表面刷油漆 涂油 镀铬 烤蓝 等制成合金钢 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的开采矿物寻找金属的代用品物尽其用 我会做 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 浸没有植物油中2 下列做法能防止铁制品生锈的是 A 自行车脏了用清水冲洗B 用废酸液冲洗铁制污水管道C 在铁制篮球架上刷一层油漆D 切完咸菜后 尽快将菜刀洗净擦干 3 4 C D 我会做 3 随着人们生活质量的提高 各种电池使用量大幅度增加 废电池进行集中处理的问题被提到议事日程上来 其首要原因是 A回收利用电池外壳的金属材料B防止电池中汞 镉 铅等重金属对土壤和水源的污染C减轻电池中渗漏的液体对其他物品的腐蚀D回收利用电池中的石墨电极 C 我会做 4 1 下列家庭生活垃圾 废旧书刊报纸 废电池 废弃橡胶 塑料制品 易拉罐饮料瓶 废弃电线 破旧铁锅 铝壶 变质剩饭菜 瓜皮果壳 废弃玻璃物品等 其中可回收利用的有 回收利用与保护金属资源的相关联的是 2 请你联系实际再提出两条节约金属资源的建议 防止金属腐蚀 寻找金属的代用品 再见 铁生锈的条件 与氧气 或空气 接触与水接触其它影响因素 温度 盐