初三下金属的保护与利用

1、课题课题3 金属资源的利用和保护金属资源的利用和保护一、金属的存在形式一、金属的存在形式单质单质( ( 少数，如金和银少数，如金和银) )化合物化合物( ( 大多数，如各种铁矿石大多数，如各种铁矿石) ) 除少数不活泼的金属如金、银等有单质形式除少数不活泼的金属如金、银等有单质形式存在外存在外, ,其余都以化合物形式存在。其余都以化合物形式存在。 自然界以单质形式存在的金自然界以单质形式存在的金自然界以单质形式存在的银自然界以单质形式存在的银铝土矿（主要成分铝土矿（主要成分Al2O3）黄铜矿（主要成分黄铜矿（主要成分CuFeS2）辉铜矿（主要成分辉铜矿（主要成分Cu2S）矿石：矿石： 含有金属

2、化合物的岩石。含有金属化合物的岩石。赤铁矿赤铁矿（主要成分主要成分FeFe2 2O O3 3）磁铁矿磁铁矿（主要成分主要成分FeFe3 3O O4 4）菱铁矿（主要成分菱铁矿（主要成分FeCO3）黄铁矿（主要成分黄铁矿（主要成分FeS2） 我国是世界上已知矿物种类比较齐全的少数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，其中国家这一，矿物储量也很丰富，其中钨、钼、钨、钼、钛、锡、锑钛、锡、锑等储量居世界前列等储量居世界前列，铜、铝、锰铜、铝、锰等等储量在世界观上也占有重要志地位。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大自然向人类提供了丰富的金属矿物资源

3、金属矿物资源，人类每年要提炼数以人类每年要提炼数以亿吨计的金属亿吨计的金属用于工农业用于工农业生产和其它领域。其中，提取量最大的是生产和其它领域。其中，提取量最大的是铁铁。二二.铁的冶炼铁的冶炼为纪念为纪念1996年中国钢产量突破年中国钢产量突破1亿吨而发行的邮票亿吨而发行的邮票上海宝山钢铁公司炼铁高炉上海宝山钢铁公司炼铁高炉我国古代炼铁图我国古代炼铁图 假如你是炼铁厂的厂长，你认为哪种矿石最不假如你是炼铁厂的厂长，你认为哪种矿石最不适宜作为工业炼铁的原料？适宜作为工业炼铁的原料？赤铁矿（主要成分赤铁矿（主要成分FeFe2 2O O3 3） 磁铁矿（主要成分磁铁矿（主要成分FeFe3 3O O

4、4 4）菱铁矿（主要成分菱铁矿（主要成分FeCO3） 除了焦炭和一氧化碳可以还原出铁来除了焦炭和一氧化碳可以还原出铁来 ，氢气也可，氢气也可以。你准备选用哪种物质来炼铁？以。你准备选用哪种物质来炼铁？黄铁矿（主要成分黄铁矿（主要成分FeS2）1 1. .工业炼铁：工业炼铁：原料：铁矿石、焦炭、石灰石原料：铁矿石、焦炭、石灰石原理：原理： 焦炭在高温条件下跟焦炭在高温条件下跟O2反应生成反应生成CO, CO作还作还原剂，在高温条件下把铁矿石中原剂，在高温条件下把铁矿石中的铁还原出来。的铁还原出来。反应的化学方程式：反应的化学方程式：Fe2O3+3CO=2Fe+3CO2高温高温Fe2O3设备：炼铁

5、高炉设备：炼铁高炉铁矿石、焦炭、石灰石铁矿石、焦炭、石灰石 Fe2O3+3CO=2Fe+3CO2高温高温CO2+ C 2CO 高温高温C + O2 CO2 高温高温2 2. .实验室用一氧化碳还原氧化铁实验室用一氧化碳还原氧化铁【实验实验8-3】现象现象分析分析反应式反应式尾气处理尾气处理红色红色粉末逐渐变黑，同时产生粉末逐渐变黑，同时产生的气体的气体使澄清的石灰水变浑使澄清的石灰水变浑浊浊一氧化碳还原氧化铁生成铁粉一氧化碳还原氧化铁生成铁粉( (灰黑色灰黑色) )与二氧化碳与二氧化碳 Fe2O3+3CO=2Fe+3CO2高温高温用燃着的酒精灯将尾气点燃或用燃着的酒精灯将尾气点燃或用气球收集尾

6、气用气球收集尾气实验注意事项： 实验顺序：通气-加热-停止加热-继续通气（一氧化碳“早出晚归 ”酒精灯“迟到早退”） 先通入CO的目的： 先撤酒精喷灯的原因： 尾气处理的目的：把装置中的空气排尽，以防发生爆炸把装置中的空气排尽，以防发生爆炸防止还原出来的铁在高温情况下又防止还原出来的铁在高温情况下又被氧化被氧化以防污染空气以防污染空气下图是课堂中模拟炼铁的实验装置。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）写出图中标有序号的仪器名称 ， 。 (2)实验过程中，先要进行的是实验过程中，先要进行的是_ 。（填。（填或或）加热加热 通一氧化碳通一氧化碳 (3)A中反应的化学

7、方程式是中反应的化学方程式是 。 B中反应的化学方程式是中反应的化学方程式是 ， B中观察到的现象是中观察到的现象是_ 。 (4)该装置的不足之处是该装置的不足之处是 。 Fe2O3+3CO= 2Fe+3CO2高温高温ABCa(OH)2+CO2=CaCO3+H2O铁架台铁架台试管试管澄清的石灰水变浑浊澄清的石灰水变浑浊没有尾气处理装置没有尾气处理装置12三三.含杂质的物质的化学方程式的计算：含杂质的物质的化学方程式的计算： 在在实际生产时实际生产时, ,所用的原料或产物一般都含所用的原料或产物一般都含有杂质有杂质, ,在计算用料时和产量时在计算用料时和产量时, ,应考虑到杂质应考虑到杂质问题。

8、问题。列比例时，一定要用纯量。列比例时，一定要用纯量。不纯物质、纯物质、纯度之间的关系：不纯物质、纯物质、纯度之间的关系：m(纯纯) = m(不纯不纯 )纯度纯度%m(不纯不纯) = m(纯纯) 纯度纯度%练习：练习：1.【06自贡自贡】某炼钢厂日产含杂质某炼钢厂日产含杂质5%的生铁的生铁3000t，试计算：，试计算：该该3000 t生铁中含纯铁多少吨？生铁中含纯铁多少吨？该炼钢厂每天需含该炼钢厂每天需含Fe2O3质量分数为质量分数为85%的赤铁矿石多的赤铁矿石多少吨？（计算结果保留整数）少吨？（计算结果保留整数）解：生铁中含纯铁：解：生铁中含纯铁：3000t(15%)=2850t.设需含设需

9、含Fe2O3质量分数为质量分数为85%的赤铁矿石的质量为的赤铁矿石的质量为x。Fe2O3 + 3CO= 2Fe + 3CO2160 112 X 85% 2850t 高温高温160X 85%=1122850tX4790t答答：该该3000 t生铁中含纯铁生铁中含纯铁2850t。该炼钢厂每天需含该炼钢厂每天需含Fe2O3质量分数为质量分数为85%的赤铁矿石为的赤铁矿石为4790t。金属锈蚀给人类带来了巨大的损失。金属锈蚀给人类带来了巨大的损失。 为了减少损失，需要探究为了减少损失，需要探究金属锈蚀的原因金属锈蚀的原因、防护的方防护的方法。法。四四. .金属的腐蚀和防护金属的腐蚀和防护铁的生锈条件铁

10、的生锈条件步骤一、在试管步骤一、在试管1中加入中加入少量的蒸馏水少量的蒸馏水，使铁钉的一半浸没在水中使铁钉的一半浸没在水中步骤二步骤二、在试管、在试管2中注满迅速中注满迅速冷却的沸水冷却的沸水，再加入少量的植物油。，再加入少量的植物油。步骤三步骤三、在试管、在试管3中加入少量中加入少量干燥剂干燥剂（无水氯化钙）（无水氯化钙）再放一团干棉球，把铁钉放在干棉球上，塞紧橡皮塞再放一团干棉球，把铁钉放在干棉球上，塞紧橡皮塞取取3枚洁净无锈的铁钉，分别放入枚洁净无锈的铁钉，分别放入3支试管中进行下面的实验支试管中进行下面的实验 1 2 3 驱赶溶解在水中的氧气驱赶溶解在水中的氧气植物油植物油防止空气中的

11、氧气溶于水中吸收空气中吸收空气中的水分的水分请思考：请思考： 哪种条件下哪种条件下, ,铁铁 最最易生锈易生锈? ?为什么为什么? ?铁的生锈条件铁的生锈条件 编号编号 现象现象 分析分析 结论结论 1铁钉生锈，且铁钉与水面接触处锈蚀最严重铁既与氧气接触又与水接触铁生锈的铁生锈的条件是条件是铁铁与氧气和与氧气和水同时接水同时接触触 2铁钉未生锈铁只与水接触 3铁钉未生锈铁只与氧气接触 1 2 3在空气中锈蚀，实际上是在空气中锈蚀，实际上是铁铁跟跟氧气氧气、水水等物质相互作用，发生一系列复杂的等物质相互作用，发生一系列复杂的化化学变化学变化，使铁转化为，使铁转化为铁的化合物铁的化合物的过程的过程

12、 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，直至铁被的空隙，不断向里层渗透，继续跟铁反应，直至铁被完全锈蚀。完全锈蚀。 怎么防止铁生锈呢？怎么防止铁生锈呢？1.保持铁制品表面的洁净和干燥。保持铁制品表面的洁净和干燥。 2.在铁制品表面覆盖保护膜。如涂油、刷漆、在铁制品表面覆盖保护膜。如涂油、刷漆、镀铬、烤蓝（镀铬、烤蓝（即表面生成致密的氧化膜保护层即表面生成致密的氧化膜保护层）等，使铁制品与空气隔绝。等，使铁制品与空气隔绝。3、制成合金。如将铁制品制成

13、不锈钢等。、制成合金。如将铁制品制成不锈钢等。防锈原理：破坏铁制品生锈的条件，即隔绝防锈原理：破坏铁制品生锈的条件，即隔绝空气或隔绝水空气或隔绝水五五. .金属资源保护金属资源保护为什么要保护金属资源？为什么要保护金属资源？矿物的储量是有限的，而且不能再生。矿物的储量是有限的，而且不能再生。据估计一些矿物可供开采的年限据估计一些矿物可供开采的年限2.2.金属资源保护金属资源保护一一. .防止金属的腐蚀防止金属的腐蚀 二二. .回收利用废旧金属回收利用废旧金属三三.合理有效开采矿物合理有效开采矿物 四四.寻找金属的代用品寻找金属的代用品（2 2）怎样保护金属资源呢）怎样保护金属资源呢? ? 1.

14、在下列情况下，埋在地下的铸铁管道腐蚀最快在下列情况下，埋在地下的铸铁管道腐蚀最快的是的是 （）（） A.在潮湿、致密的土壤中在潮湿、致密的土壤中 B.在干燥、致密的土壤中在干燥、致密的土壤中 C.在潮湿、疏松的土壤中在潮湿、疏松的土壤中 D.在干燥、疏松的土壤中在干燥、疏松的土壤中反馈练习：反馈练习： 2.某运输用铁船，在水中行驶，最易生锈的部位是某运输用铁船，在水中行驶，最易生锈的部位是( )A.水面上的船头部分水面上的船头部分 B.水面附近的船体部分水面附近的船体部分 C.水面下的船底部分水面下的船底部分 D.各部分都一样速度生锈各部分都一样速度生锈CB4、下列物质能否发生反应？、下列物质

15、能否发生反应？（1）汞与稀盐酸）汞与稀盐酸 （2）铝与硫酸铜溶液）铝与硫酸铜溶液（3）银与硫酸锌溶液）银与硫酸锌溶液 （4）锌与硝酸银溶液）锌与硝酸银溶液（5）铅与稀硫酸）铅与稀硫酸5、回答下列问题：、回答下列问题： （1）为什么沙漠地区的铁制品锈蚀较慢？）为什么沙漠地区的铁制品锈蚀较慢？ （2）切过实物的刀不经洗净抹干，为什么很快就生锈？）切过实物的刀不经洗净抹干，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）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？能用带有油的布擦？ (1)因为沙漠地区气候干燥空气中的水分含量少因为沙漠地区气候干燥空气中的水

16、分含量少 （2）因为铁在潮湿的环境下易生锈）因为铁在潮湿的环境下易生锈 （3）因为如果先用带油的布擦，在自行车的表面形成一）因为如果先用带油的布擦，在自行车的表面形成一 层油膜，使自行车上的水不容易挥发，更容易使层油膜，使自行车上的水不容易挥发，更容易使 自行车生锈自行车生锈（2） （4） （5） 例：某赤铁矿含Fe2O3 80%，用3000 t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3000 t这种矿石，可炼出生铁质量为x，根据题设：纯Fe2O3质量3000 t80%2400 t纯Fe质量x（14%）x96%代入

17、化学方程式中：Fe2O33CO2Fe3CO21601122400 tx96%x1750 t答：可炼出含杂质4%的生铁1750 t本单元小结：本单元小结：一、金属和金属材料一、金属和金属材料金属与非金属物理性质的比较：金属与非金属物理性质的比较：物理性质物理性质金属金属非金属非金属状态状态 在常温下，除汞在常温下，除汞(Hg)是液体外，其余都是固是液体外，其余都是固体体 在常温下，有固、在常温下，有固、液、气三态液、气三态密度密度 一般较大一般较大 一般较小一般较小光泽光泽 有有 一般无一般无导电性导电性导热性导热性能导电、导热能导电、导热 一般不导电、不导一般不导电、不导热热延展性延展性有有没

18、有没有2.金属材料包括金属材料包括纯金属和合金纯金属和合金。把两种或两种以上的金属熔合在。把两种或两种以上的金属熔合在一起，或者把金属和非金属熔合在一起，就可以得到具有金属特性一起，或者把金属和非金属熔合在一起，就可以得到具有金属特性的合金的合金 。由于合金的很多性能一般比组成它们的纯金属更好，因此，。由于合金的很多性能一般比组成它们的纯金属更好，因此，在实际中大量使用的金属材料是合金。在实际中大量使用的金属材料是合金。二、金属的化学性质二、金属的化学性质1.很多金属都能与氧气、盐酸和稀硫酸等起反应，很多金属都能与氧气、盐酸和稀硫酸等起反应，(但反应但反应的难易和剧烈程度不同。的难易和剧烈程度

19、不同。)以以Fe、Al、Cu为例，写出它与氧气、为例，写出它与氧气、稀硫酸反应的化学方程式。稀硫酸反应的化学方程式。，。3Fe + 2O2 Fe3O4点燃点燃4Al + 3O2 2Al2O3点燃点燃2Cu + O2 2CuO Fe + H2SO4 FeSO4 + H22Al +3H2SO4 Al2 (SO4) 3 +3H2Cu + H2SO4不反应不反应2.由一种单质由一种单质 和一种和一种 化合物反应，生成另一种单质化合物反应，生成另一种单质 和另一种和另一种 化合物的反应叫做置换反应。例如化合物的反应叫做置换反应。例如，。Zn + H2SO4 ZnSO4 + H2F e + C u S O4 FeSO4 + Cu如果用如果用A+B C来表示化合反应的话，请用相似来表示化合反应的话，请用相似的方法来表示分解反应和置换反应。的方法来表示分解反应和置换反应。分解反应：分解反应：ABA + B 置换反应：置换反应：A +BC B + AC3.常见金属活动性顺序如下：常见金属活动性顺序如下： K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb (H) Cu