第八单元课题3金属资源的利用课件.ppt

课题3金属资源的利用和保护 第八单元 第1课时 人类生活离不开金属 金属有广泛的用途 对于人类社会起着不可替代的作用 一 金属资源概况 地球上的金属资源广泛存在于地壳和海洋中 极少数不活泼的金属 如金 银等 有单质形式存在 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 菱铁矿FeCO3 Fe2O3 其余大多数金属是以化合物的形式存在 磁铁矿Fe3O4 铝士矿Al2O3 闪锌矿ZnS 把含有某种金属的矿物叫矿石 金属化合物在自然界中以矿物的形式存在 孔雀石 Cu2 OH 2CO3 赤铜矿Cu2O 黄铜矿CuFeS2 辉铜矿Cu2S 我国是世界上已知矿物种类比较齐全的少数国家这一 矿物储量也很丰富 其中钨 钼 钛 锡 锑等储量居世界前列 铜 铝 锰等储量在世界观上也占有重要志地位 大自然向人类提供了丰富的金属矿物资源 人类每年要提炼数以亿吨计的金属用于工农业生产和其它领域 其中 提取量最大的是 2 我国金属资源拥有情况 铁 二 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 生熟炼铁炉二 生熟炼铁炉一 我国古代炼铁图 二 铁的冶炼 为纪念1996年中国钢产产量突破1亿吨而发行的邮票 上海宝山钢铁公司炼铁高炉 钢的主要成分就是铁 钢和铁有着非常广泛和重要的应用 它们在某种程度上代表了一个国家工业发展的水平 新中国成立后 我国的钢铁工业得到了飞速的发展 1949年 我国的钢产量只有15 8万吨 居世界第26位 1996年 我国的钢产量首次突破1亿吨 居世界前茅 1 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 1 实验室 一氧化碳还原氧化铁 2 相关的化学方程式 Fe2O3 3CO 2Fe 3CO2 CO2 Ca OH 2 CaCO3 H2O 2CO O2 2CO2 高温 酒精灯的作用是 点燃尾气防止一氧化碳污染空气 点燃 4 注意事项 实验前要先通CO将玻璃管中的空气排尽再加热 防止加热时CO与空气混合发生爆炸 实验完毕后 停止加热时要继续通CO至玻璃管内固体冷却 防止高温下的生成物铁与空气接触而被氧化 同时还可防止石灰水倒吸 1 检查装置气密性 3 实验步骤 2 将适量的氧化铁装入试管并固定装置 3 点燃右边酒精灯 4 通入一氧化碳气体 5 点燃酒精喷灯给氧化铁加热 6 待硬质玻璃管内红色物质完全变为黑色时停止加热 7 待玻璃管内固体冷却后停止通入一氧化碳 8 然后熄灭右边酒精灯 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 石灰石 铁矿石焦炭 空气 3 设备 高炉 化学方程式 70 48 27 46 67 72 41 含铁量 2 工业炼铁 4 产品 生铁 炼铁的主要原料 铁矿石 焦炭 石灰石和空气 原理 高温下 用还原剂 主要是一氧化碳 从铁矿石里把铁还原出来 石灰石的作用是 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 纯度之间的关系 列比例时 一定要用纯量 3 含杂质的物质的化学方程式的计算 m 纯 m 不纯 纯度 m 不纯 m 纯 纯度 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 练习 1 某钢铁厂每天需消耗5000t含氧化铁76 的赤铁矿石 该厂理论上可以日产Fe98 的生铁多少t 2 冶炼2000t含杂质3 的生铁 需要含Fe3O4的赤铁矿石多少t 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 第二课时 金属资源保护 钢铁生锈的危害 二 金属资源保护 1 金属的腐蚀和防护铁制品锈蚀条件的探究 金属锈蚀给人类带来了巨大的损失 为了减少损失 需要探究金属锈蚀的原因 防护的方法和废旧金属的回收利用 铁钉锈蚀条件的探究 1 2 3 铁钉一半在蒸馏水里另一半在空气中 铁钉浸没在蒸馏水中上面用植物油密封 铁钉放在干燥的空气中 一周后 现象 1号试管中铁钉生锈 2号试管中铁钉没有生锈 3号试管中铁钉也没有生锈 想一想 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 是为了除去蒸馏水中溶有氧气及防空气溶于水中 不能 因为铁锈是疏松的 3 铁锈的主要成分是Fe2O3 xH2O 1 铁制品锈蚀原理 小结 铁与空气中的氧气 水蒸气发生化学反应的过程 2 铁生锈条件 铁 铁锈 铁锈的特点 疏松多孔 H2O O2 4 铁制品的防护措施 防止铁生锈的原理 改变金属内部结构 就是破坏铁生锈的条件 隔绝空气 隔绝水 防止铁生锈方法 只要采取任何一种方法都可以防止铁生锈 5 防止铁生锈的措施 1 保持铁制品表面干燥和洁净 2 在铁制品表面形成保护层刷油漆 涂油 烧制搪瓷 物理方法 电镀上一层耐腐蚀的金属 镀铬 锌 锡 通过化学反应使表面形成致密的氧化物薄膜等 3 改变金属的内部结构制成合金 如不锈钢 讨论 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 镀铬 刷油漆 涂油 讨论 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 1 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 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 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 2 3 C D 我会做 3 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 33 为了防止食品腐败 在许多食品包装盒中都有一包黑色粉末 这种粉末是一种除氧剂 该粉末没有失效时呈黑色 失效后带有红棕色 为了确定该粉末的成分 小明做出了以下的 猜想 猜想1 该粉末是木炭粉猜想2 该粉末是铁粉猜想3 该粉末是木炭粉和铁粉的混合物小明取没有失效的该粉末 分别用不同的方法进