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,金属元素在地壳中的含量p14,资料,金属的存在形式,单质：少数化学性质较不活泼的金属，如金、银、铜等化合物：化学性质较活泼的金属，如铁、铝、锌、钠和钙等,孔雀石(Cu2(OH)2CO3),闪锌矿,银,金,赤铁矿Fe2O3,菱铁矿FeCO3,铝土矿Al2O3,黄铜矿CuFeS2,辉铜矿Cu2S,矿石:工业上把能用来提炼金属的矿物叫矿石。,磁铁矿Fe3O4,1、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,一.铁的冶炼,工业上,铁矿石,焦炭,热空气,炉渣出口,生铁出口,石灰石,高炉炼铁图：,工业上,炼铁时各物质的作用：石灰石：把杂质转化为炉渣焦炭：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。,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,相关的化学方程式：,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,先通后点的原因是为了防止加热一氧化碳和空气的混合气而发生爆炸。,实验结束后，先熄灯后停气的原因是为了防止温度降低后外面的空气进入玻璃管使铁重新被氧化；还防止试管中的石灰水倒吸入热的玻璃管，使之炸裂。,操作中应注意些什么？,先通CO后点酒精喷灯,先熄灭酒精喷灯后停止通CO,课题3金属资源的利用和保护,1、为避免一氧化碳污染空气，并回收利用一氧化碳，方框中连接的是C和D，导管接口的连接顺序a。C装置中NaOH的作用是。2、实验开始时，应(填“先加热再通CO”或“先通CO再加热”)，目的是_。3、实验进行一段时间后，玻璃管A中出现的现象为_，反应方程式为。,某化学兴趣小组用一氧化碳与氧化铁的反应来探究炼铁的原理，装置如下图所示。请回答有关问题：,课堂练习,db,除去残余的二氧化碳,先通一氧化碳再加热,e,赶尽玻璃管内的空气，防止加热爆炸,固体由红色变成黑色,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：1000t80%=800t,设：理论上可炼出铁的质量为XFe2O3+3CO=2Fe+3CO21602X56800tX,800tx=560t256x,高温,=,折合为含铁96%的生铁的质量为560t96%=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？,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2679t90%=2977t,答：磁铁矿石的质量为2977t。,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铁约占世界年产量的四分之一！,如何防锈？,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P18,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，塞紧橡皮塞,在试管1中加入少量的蒸馏水，使铁钉的一半浸没在水中,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,一周后,铁钉浸没一半在水中：铁在空气、水的界面处生锈铁钉完全浸没在水中（上面还加植物油）：铁未生锈铁钉放在干燥的空气中（加干燥剂等）：铁未生锈,全浸在水中,一半在水中,干燥空气中,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。（缓慢氧化，放热）,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,Fe2O3XH2O,金属防腐蚀的方法：,改变金属的内部结构制成合金，如不锈钢形成保护层刷油漆、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改善腐蚀环境等等保持铁制品表面干燥和洁净,（1)隔绝空气或氧气(2)隔绝水,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,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）浸没在植物油中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,课题3金属资源的利用和保护,