课题3金属资源的利用和保护PPT.ppt

课题3金属资源的利用和保护,课题3金属资源的利用和保护,课题3金属资源的利用和保护,一、金属元素在自然界的存在与分布,地球上的金属资源广泛地存在于地壳和浩瀚的海洋中，除少数很不活泼的金属如金、银等有单质形式存在外，其余都以化合物形式存在。,第八单元金属和金属材料,金属元素在地壳中的含量,资料,常见的铁矿石,磁铁矿(Fe3O4),赤铁矿(Fe2O3),褐铁矿(Fe2O3nH2O),黄铁矿(FeS2),罕见的铁矿石,七彩针铁矿这不是一种稀有矿物，也没有完整的结晶，但它因晕彩而呈现出七彩颜色十分吸引人。,常见的铜矿石,黄铜矿(CuFeS2),蓝铜矿(Cu2(CO3)2(OH)2),孔雀石(Cu2(OH)2CO3),罕见的铜矿石,毛赤铜矿(Cu2O),其它矿石,金红石(TiO2),闪锌矿,矿产与数字,中国已探明储量的金属矿产有54种。铁矿：全国已探明的铁矿区有1834处。锰矿：全国已探明的锰矿区共有213处铬铁矿：有56处产地。铜矿：已探明矿区910处。铝土矿：有310处产地。铅锌矿：有产地700多处。镍矿：有产地近百处。钼矿：有产地222处。钨矿：探明产地252处。锡矿：探明产地293处。汞、锑矿：探明汞产地103处、锑产地111处。金矿：探明矿区1265处。银矿，探明产地569处。,金属的冶炼,金属矿物,变成,二、金属常见的冶炼的方法,1、热分解法：2HgO2Hg+O22、溶液置换法：Fe+CuSO4=FeSO4+Cu3、高温还原法：4、电解法：,三、铁冶炼,地壳中的铁都以化合态存在，游离态的铁只能从陨石中得到。,铁矿石,铁,观察与思考：,1.工业炼铁的主要原理、原料和设备？2.焦炭的作用是什么？3.炼出的铁是纯净物吗？,工业炼铁：,高温下用还原剂（主要是一氧化碳）从铁矿石中把铁还原出来。,铁矿石、焦炭、石灰石、空气,高炉,产物-生铁,1、原理：,2、主要原料,3、主要设备：,在高炉中炼铁为什么使用焦炭？,焦炭是把一定品种的煤在炼焦炉中隔绝空气加强热干馏，而得到的一种坚硬多孔性固体。炼铁时使用焦炭：一、用作热源，焦炭在燃烧时放大量热；二、生成的二氧化碳在高温下与焦炭反应得到还原剂一氧化碳，一氧化碳使铁矿石还原成铁。焦炭硬度大、多孔、在高炉不易压碎，容易使气体通过，且发热量比煤大，所以高炉用焦炭而不用煤。,拓展视野,实验设计：,CO还原氧化铁,？,如何改进？,拓展视野2：,实验讨论,尾气处理的方法有：方法一：_；方法二：_;,实验过程中用为什么需要尾气处理？,点燃,防止污染空气,用气囊收集,你还有其他的方案吗？,CO还原氧化铁现象：_方程式：_尾气处理：_,固体由红变黑,石灰水变浑浊。,观察思考：,思考：1.实验前是先通一氧化碳还是先点灯？是先点灯A还是先点灯B？2.实验结束时是先灭灯还是先停止通气？是先熄灭灯A还是先熄灭灯B？,先通气-加热,防止发生爆炸,防铁再氧化,操作顺序,-停加热-停通气,4、生铁和钢,铁矿石在高炉中冶炼后，得到含有较多C、P、S、Si等元素的生铁。炼钢的原理：把生铁放在炼钢炉中进一步冶炼，过多的C、P、S、Si经反应形成炉渣被除去，得到的就是钢。,生铁与钢的比较,巩固练习1：,从化学发展简史中看到金属的使用，最先是青铜器，再后来是铁器时代，而铝的使用是近百年的事。下列说法与这个先后顺序有关的是（填序号）（1）金属的延展性；（2）金属的导电性；（3）金属的活泼性；（4）金属在地壳中含量的多少；（5）金属冶炼的难易程度。,3、5,下列铁矿石你认为不适宜炼铁的是()A.磁铁矿（Fe3O4）B.赤铁矿（Fe2O3）C.菱铁矿（FeCO3）D.黄铁矿（FeS2）,D,巩固练习2:,思考：为什么黄铁矿不宜用来炼铁？,1、黄铁矿的主要成分FeS2含铁量低，只有46.7%。2、FeS2含有硫元素，炼铁过程中会产生大量的SO2气体，污染环境。,例题：用1000t含氧化铁80%的赤铁矿石，理论上可以炼出含铁96%的生铁多少吨？,注意：带入化学方程式计算的数据应是纯净物的质量,赤铁矿石氧化铁铁生铁,1000t80%70%96%=583.3t,课程小结,对我国地大物博、物产丰富有一个客观的认识学会炼铁的化学反应原理能够进行有关金属冶炼的相关计算,作业,P19活动与探究探究铁生锈的条件及防止铁生锈的方法。,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,在水、氧气同时存在的环境中铁能锈蚀铁锈的主要成分是Fe2O3xH2O,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,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措施吗？,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Fe2O3xH2O,（2）铁制品的防护措施,防止铁生锈的原理：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,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,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%以上的铁和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,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地开采矿物寻找金属的代用品物尽其用,作业：P22第2题,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、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