单元1金属材料与金属冶炼

1、8.3 金属资源的利用和保护,第八单元 金属和金属材料,地球上的金属资源，除少数很不活泼的金属如金、银等有单质存在外，其余的都以化合物的形式存在。,金属元素在地壳中的含量,资料,工业上把能用来提炼金属的矿物叫做矿石。,赤铁矿(Fe2O3),黄铁矿(FeS2),菱铁矿(FeCO3),铝土矿(Al2O3),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之一，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、锰等储量在世界上占有重要的地位。 人类每年要向地壳和海洋索取大量的金属矿物资源，以提取数以亿吨计的金属。其中，提取量最大的是铁。,一、铁的

2、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，铁便成了一种主要的金属材料。我国在1996年钢的产量就突破了1亿吨。,工业上炼铁时，把铁矿石和焦炭、石灰石一起加入高炉，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。,原理：3CO+Fe2O3 2Fe+3CO2,高温,Ca(OH)2+CO2=CaCO3+H2O,2CO+O2 2CO2,点燃,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,二、含杂质物质利用化学方程式的计算,在实际的生产中，原料和成品一般是含有杂质的混合物。含有杂质的物

3、质用于化学方程式的计算时，要把混合物的质量转化成纯净物的质量。因为，能代入化学方程式的量只能是纯净物的量。,纯净物的质量=不纯物质的质量 纯度,【例】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？,解法一,【解】1000t赤铁矿石中氧化铁的质量为1000t80%=800t 设：800t氧化铁理论上可以炼出纯铁的质量为x,Fe2O3 + 3CO 2Fe+3CO2,高 温,160,112,800t,x,160,112,800t,x,X=560t,折合为含铁96%的生铁的质量为560t96%=583t,答：1000t含氧化铁80%的赤铁矿石，理论上可炼出含铁96%的生铁

4、583t。,解法二,设：1000t含氧化铁80%的赤铁矿石，理论上可以炼出含铁96%的生铁质量为X,Fe2O3,2Fe,160,112,1000t80%,96%X,解得 X=583t,答：1000t含氧化铁80%的赤铁矿石，理论上可炼出含铁96%的生铁583t。,1000t80%,96%X,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?,作业,P21 4、5、6,三、金属资源的保护,一方面，我们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。 另一方

5、面，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%。防止金属腐蚀已经成为科学研究和技术领域中的重大问题。,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,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,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。 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

6、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）,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、金属资源的保护,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,请同学们阅读课本总结如何有效保护金属资源？,小结,铁生锈的

7、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,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,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