《金属资源的利用和保护》课件

温故知新,1、背诵金属活动性顺序表。2、金属活动性顺序有哪些应用？3、金属有哪些化学性质？4、写出下列化学反应的化学方程式：（1）镁、锌、铁与盐酸的反应（2）铁钉与硫酸铜溶液、铜丝与硝酸银溶液的反应。,温故知新,1、背诵金属活动性顺序表。,3、金属有哪些化学性质？,2、金属活动性顺序有哪些应用？,4、写出下列化学反应的化学方程式：（1）镁、锌、铁与盐酸的反应（2）铁钉与硫酸铜溶液、铜丝与硝酸银溶液的反应。,KCaNaMgAlZnFeSnPb(H)CuHgAgPtAu,判断金属的活动性；判断金属与酸的反应；判断金属与盐的反应。,金属与氧气反应，生成金属氧化物；金属与酸反应，生成盐和氢气；金属与某些盐溶液反应。生成新金属和新盐。,（1）Mg+2HCl=MgCl2+H2Zn+2HCl=ZnCl2+H2Fe+2HCl=FeCl2+H2、（2）Fe+CuSO4=FeSO4+CuCu+2AgNO3=Cu(NO3)2+2Ag,世界跨径最大的斜拉桥苏通大桥,苏通大桥总长8206米，斜拉桥主孔跨度1088米，列世界第一；主塔高度306米,列世界第一；斜拉索的长度580米,列世界第一。,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!,军事与科技也需要大量的金属,一.金属元素在自然界中的存在,金属元素在自然界中分布很广，极少数不活泼的金属（如铂、金、银等）有单质形式存在；,图52地壳中金属的百分含量,铝7.73%,铁4.75%,钙3.45%,钠2.74%,钾2.47%,镁2.00%,含有矿物的岩石称为矿石铁矿石等都是常见的矿石,其余大多数以化合物的形式存在。金属化合物在自然界中以矿物的形式存在。,常见几种金属矿物的成分,磁铁矿,褐铁矿,赤铁矿,Fe3O4,Fe2O3XH2O,Fe2O3,孔雀石Cu2(OH)2CO3,赤铜矿Cu2O,赤铁矿,黄铁矿,菱铁矿,铝土矿,黄铜矿,辉铜矿,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，提取量最大的是铁。,二.铁的冶炼,现象：红色粉末变成黑色，产生气体使澄清的石灰水变浑浊。,一氧化碳还原氧化铁,看课本17页实验8-3,某同学改进CO还原氧化铁实验装置如图,1.若先给氧化铁加热,再通CO,后果_2.写出A中反应的方程式_3.根据B装置现象可以判断反应是否发生,则B中试剂为_4.C装置作用_5.C装置收集气体利用_性质,3一氧化碳还原氧化铁实验(1)实验装置(如图831所示),(2)实验操作步骤,图831,操作顺序：先通CO，再加热；实验完毕，先停止加热，继续通CO至试管冷却。尾气处理：因CO有毒，不能排到空气中，要用酒精灯将CO点燃而除去。,实验步骤：1、检查装置气密性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，然后熄灭右边酒精灯实验前要先通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。,高炉是个竖直的圆筒形炉子，炉壳用钢板制成，内部用耐火砖作衬里。炼铁的主要原料是铁矿石、焦炭、石灰石和空气。,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,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,铁矿石,焦炭,热空气,炉渣出口,生铁出口,石灰石,高炉炼铁图：,补充：炼钢,视频：工业上生铁炼钢,炼钢和炼铁的比较,高温,三、有关杂质问题的计算,例1、1000t含杂质20%的赤铁矿石中含氧化铁的质量是多少？,氧化铁的质量：1000t（1-20%）=800t,纯物质的质量=不纯物质的质量纯物质的质量分数（纯度）,例2、计算多少吨生铁中含铁的质量分数为96%，含铁560t？,生铁的质量：560t96%=583.3t,不纯物质的质量=纯物质的质量纯物质的质量分数（纯度）,例题用1000t含氧化铁80的赤铁矿石，理论上可以炼出含杂质4的生铁多少吨？,解：1000t赤铁矿石中含氧化铁的质量为：1000t80=800t,设：800t氧化铁理论上可以炼出铁的质量为x,Fe2O3+3CO2Fe+3CO2,高温,160112,800tx,x=560t折合为含杂质4的生铁的质量为:560t(1-4)=583t,答：用1000t含氧化铁80的赤铁矿石，理论上可以炼出含杂质4的生铁583t,诊断补偿，点击中考,一、选择题：请将唯一正确答案代量填入下列空格内1（2006广州）人类每年从自然界中提取大量的金属铁，下列关于铁的说法正确的是（）A、炼铁的过程是把单质铁变成氧化铁。B、钢是很纯的铁。C、生铁是含少量碳的铁合金。D、被腐蚀的铁制品属于不可回收的垃圾。2（2006益阳）铁是人类生活中重要的一种材料，工业上可用如下化学反应制得铁，Fe2O3+3CO2Fe+3CO2，该反应中，发生还原反应的物质是（）A、Fe2O3B、COC、FeD、CO23、做一氧化碳还原氧化铁的实验后，清洗试管壁上留下的黑色物质时可选用的方法是（）A、用大量水边冲边洗。B、用试管刷左右、上下猛烈刷。C、用盐酸或稀硫酸清洗后再用水冲。D、用肥皂粉清洗后再用水冲洗。,高温,C,A,C,诊断补偿，点击中考,二、计算题（2006黄冈）用2000t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？,二、计算题（2006黄冈）用2000t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？,解：2000t赤铁矿石中含氧化铁的质量为：2000t80=1600t设：1600t氧化铁理论上可以炼出铁的质量为xFe2O3+3CO2Fe+3CO21601121600txx=1120t折合为含铁96的生铁的质量为1120t96=1166t答：用2000t含氧化铁80的赤铁矿石，理论上可以炼出含铁96的生铁1166t,高温,梳理整合,本节课你学会了哪些知识？,据有关资料报导，现在全世界每年被腐蚀而报废的金属设备和材料相当于年产量的20%40%,钢铁的最大的弱点就是容易生绣,三.金属资源保护,1.金属的腐蚀和防护,铁轨的锈蚀,铁钉的生锈,各种铁制品的锈蚀,为了减少损失，需要探究金属锈蚀的原因、防护的方法和废金属的回收利用,金属锈蚀给人类带来了巨大的损失。,取3枚洁净无锈的铁钉，分别放入3支试管中进行下面的实验,步骤一、在试管1中加入少量的蒸馏水，使铁钉的一半浸没在水中步骤二、在试管2中注满迅速冷却的沸水塞紧橡皮塞步骤三、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，把铁钉放在干棉球上，塞紧橡皮塞,铁,在空气中锈蚀，实际上是铁跟氧气、水等物质相互作用，发生一系列复杂的化学变化，使铁转化为铁的化合物的过程,铁锈成分复杂，主要是Fe2O3XH2O它是一种疏松多孔的物质,铁锈,铁锈这种多孔性的物质，能让水分和空气穿过它的空隙，不断向里层渗透，继续跟铁反应，直至铁被完全锈蚀。,在切过咸菜的铁质菜刀同一面上选相近的三处进行下列实验,一处：用湿棉球湿润；一处：用干布檫干一处：用干布檫干后，涂上一层食油；,放置一昼夜，观察菜刀三处表面发生的变化,铁,铁锈,与空气（氧气）接触,与水接触,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。（为什么？）如：在钢铁表面镀锡、镀锌、和镀铬,镀铜？,总结：防止钢铁制品生锈的方法：,铝比铁更容易跟氧气和其他物质发生化学反应。铝在空气中与氧气反应，生成的氧化铝形成一层致密而结实的膜覆盖在铝的表面，防止铝继续与氧气反应，从而起来“自我保护”的作用,（1)隔绝空气或氧气(2)隔绝水,具体方法:1.“穿外衣”加一层保护膜（如：刷油漆、涂油、电镀、致密的氧化膜）2.“打强心针”在铁中加入其它金属改变其内部结构，（如：制成不锈钢）,保持钢铁表面的清洁干燥。镀金属保护层：如镀锡、镀锌、镀铬等；白铁皮镀锌，马口铁镀锡，钢圈镀铬、镍。涂非金属保护层：如喷涂油漆、涂防锈油、在脸盆、杯子表面烧涂搪瓷、用橡胶或塑料包在钢铁表面。形成氧化膜保护层：枪套上形成四氧化三铁、锯条上的烤蓝。在钢铁里加入金属或非金属形成耐腐蚀合金：如不锈钢（加Cr、Ni）,防止铁锈蚀的主要措施：,2.怎样保护金属资源呢?,一.防止金属的腐蚀二.回收利用废旧金属,三.合理有效开采矿物四.寻找金属的代用品,（1）汞与稀盐酸（2）铝与硫酸铜溶液（3）银与硫酸锌溶液（4）锌与硝酸银溶液（5）钠与稀硫酸,1、下列物质能否发生反应？写出能发生反应的化学方程式。,2、回答下列问题：（1）为什么沙漠地区的铁制品锈蚀较慢？（2）切过咸鱼的刀不经洗净抹干，为什么很快就生锈？（3）被雨水淋湿的自行车，为什么须先用干布擦净后才能用带有油的布擦？,例：某赤铁矿含Fe2O380%，用3000t这种矿石，可炼出含杂质4%的生铁多少吨？分析：计算时应注意把反应物和生成物都换算成纯物质的量，再代入化学方程式计算解：设3000t这种矿石，可炼出生铁质量为x，根据题设：纯Fe2O3质量3000t80%2400t纯Fe质量x（14%）x96%代入化学方程式中：Fe2O33CO2Fe3CO21601122400tx96%x1750t答：可炼出含杂质4%的生铁1750t,若赤铁矿石中Fe2O3的质量分数为80%，600t这样的赤铁矿可炼出含碳等其他杂质质量分数为7%的生铁多少吨？解：设可炼出含杂质质量分数为7%的生铁的质量为xFe2O33CO2Fe3CO2160112600t80%x（17%）x365t答案：可炼出含碳等杂质质量为7%的生铁365t点拨：这类题很容易出错，错误原因主要在于没有理解哪些是不纯物的质量，哪些是纯净物的质量赤铁矿和生铁都是混合物，而在化学方程式的计算中，所涉及到的都是纯净物的质量，只要牢牢把握住这一点，所有含杂质的计算都可迎刃而解,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90%Fe2O3的赤铁矿石多少t?,4某钢铁厂每天需消耗5000t含Fe2O376%的赤铁矿石，该厂理论上可日产含Fe98%的生铁多少吨？指导建议：首先将不纯物的量转化成纯物质量Fe2O3质量5000t76%3800t设生铁质量为x，则纯铁质量98%x然后再根据方程式进行计算Fe2O33CO2Fe3CO21601123800t98%x1603800t11298%xx2714.3t,冶炼2000t含杂质3%的生铁，需要含Fe3O490%的磁铁矿石多少吨？指导建议：纯铁质量2000t（13%）1940t设磁铁矿石质量为x，则Fe3O4质量为90%x反应原理：Fe3O44CO3Fe4CO223216890%x1940t23290%x1681940tx2976.7t所