课题3金属资源的利用和保护(上课用)

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世界跨径最大的斜拉桥世界跨径最大的斜拉桥苏通大桥苏通大桥 苏通大桥总长苏通大桥总长8206米米，斜拉桥主孔跨度，斜拉桥主孔跨度1088米米，列世界第一；主塔高度列世界第一；主塔高度306米米,列世界第一；斜拉索的列世界第一；斜拉索的长度长度580米米,列世界第一。列世界第一。 我们的生活离不开金属我们的生活离不开金属金属元素在自然界中的存在形式金属元素在自然界中的存在形式 自然界自然界除少数很不活泼的金属如除少数很不活泼的金属如金、银金、银等有等有单质形单质形式式存在外存在外, ,一一. .金属的存在：金属的存在：自然界以单质形式存在的金自然

2、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金属元素在自然界中的存在形式金属元素在自然界中的存在形式其余都以其余都以化合物形式化合物形式存在于地壳和海洋中。存在于地壳和海洋中。铝土矿铝土矿: Al2O3赤铁矿（主要成分是Fe2O3 ）菱铁矿（主要成分是FeCO3 ）图8-18 常见的矿石硫铁矿(主要成分是FeS2 )磁铁矿（主要成分是Fe3O4） 孔雀石孔雀石 Cu2(OH)2CO3赤铜矿赤铜矿 Cu2O黄铜矿黄铜矿 CuFeS2辉铜矿辉铜矿 Cu2S铜铜矿矿石石铁矿石铁矿石 铁铁矿石矿石如何变成如何变成金属金属？一、铁的冶炼一、铁的冶炼1、原料：焦炭、石灰石、铁矿石焦

3、炭、石灰石、铁矿石黄铁矿黄铁矿 FeS2赤铁矿赤铁矿 Fe2O3菱铁矿菱铁矿 FeCO3磁铁矿磁铁矿 Fe3O42、原理： 在高温的条件下，利用一氧化碳与氧化铁（铁矿在高温的条件下，利用一氧化碳与氧化铁（铁矿石）反应，把铁从氧化铁（铁矿石）中还原出来。石）反应，把铁从氧化铁（铁矿石）中还原出来。Fe2O3+3CO 2Fe+3CO2高温现象现象分析分析方程式方程式尾气处理尾气处理红色的Fe2O3变成黑色，同时产生的气体使澄清的石灰水变浑浊一氧化碳还原氧化铁,生成铁粉(黑色)与二氧化碳1.实验室用一氧化碳还原氧化铁用燃着的酒精灯将尾气点燃或用气球收集尾气【实验8-3】Fe2O3+3CO=2Fe+3

4、CO2高温证明产物中有铁粉的方法是： 用磁铁吸(或加稀盐酸有气泡 )实验步骤： .按下图组装仪器，并检查其气密性。把少量研细的氧化铁粉末装进硬质玻璃管中。把硬质玻璃管接入装置系统中，先通入一氧化碳气体排除空气，防止一氧化碳与空气混合受热爆炸。点燃出气口处的酒精灯(或用气球收集)，防止一氧化碳污染空气。待排尽后，点燃酒精喷灯，并观察装置中所发生的变化。当红棕色粉末已转变成黑色后，停止加热，再通入一会儿一氧化碳，直至玻璃管冷却，防止Fe被氧化。一氧化碳还原氧化铁必须在封闭的硬质玻管中进行，防止一氧化碳污染空气。原料：铁矿石、焦炭、石灰石Fe2O3+3CO=2Fe+3C高温2.工业炼铁：反应的化学方

5、程式：原理： 焦炭在高温条件下跟O2反应生成CO, CO作还原剂，在高温条件下把铁矿石中的铁还原出来。设备：炼铁高炉铁矿石、焦炭、石灰石CO2 + C = 2CO高温3CO+Fe2O3 =2Fe+3CO2高温C+O2=CO2高温高温CaO+SiO2=CaSiO3高温高温CaCO3=CaO+CO2高温高温提供热量提供热量提供还原剂提供还原剂造渣，除去造渣，除去二氧化硅二氧化硅例：例：用用1000 t含氧化铁含氧化铁80的赤铁矿的赤铁矿石，理论上可以炼出纯铁多少石，理论上可以炼出纯铁多少 t ?解：解：设理论上可以炼出的纯铁质量为设理论上可以炼出的纯铁质量为x160 2561000t80 X 16

6、0 1000tX80% 256 XX= 560t答：答：可以炼出纯铁可以炼出纯铁560t。3CO + Fe2O3 2 Fe +3CO2如果炼出含铁为如果炼出含铁为96%的生铁多少的生铁多少t？生铁的质量生铁的质量560t 96%=583t可以炼出生铁铁炼出生铁铁583t。纯物质的质量纯物质的质量= 不纯物质的质量不纯物质的质量物质的质量分数物质的质量分数不纯物质的质量不纯物质的质量=纯物质的质量纯物质的质量物质的质量分数物质的质量分数注意：注意： 带入化学方程式计算的数据应是带入化学方程式计算的数据应是 纯净物的质量纯净物的质量练习：要炼出含杂质练习：要炼出含杂质3%的生铁的生铁2000吨，需

7、要含四氧化三铁吨，需要含四氧化三铁90%的磁铁矿石的质量是多少？的磁铁矿石的质量是多少？铁轨的锈蚀铁轨的锈蚀铁钉的生锈铁钉的生锈各种铁制品的锈蚀各种铁制品的锈蚀 为了减少损失，为了减少损失，需要探究需要探究金属锈金属锈蚀的原因蚀的原因、防护防护的方法的方法和和废金属废金属的回收利用的回收利用金属锈蚀给人类金属锈蚀给人类带来了巨大的损带来了巨大的损失。失。铁为什么会生锈？铁为什么会生锈？1、金属的腐蚀和防护、金属的腐蚀和防护。铁在空气中锈蚀，实际上是铁在空气中锈蚀，实际上是铁铁跟跟氧气氧气、水水等物质等物质相互作用，发生一系列复杂的相互作用，发生一系列复杂的化学变化化学变化，使铁转，使铁转化为化

8、为铁的化合物铁的化合物的过程。的过程。因此，铁与空气接触，又有水分时，最易生锈！因此，铁与空气接触，又有水分时，最易生锈！ 铁锈成分复杂，主要是铁锈成分复杂，主要是FeFe2 2O O3 3XHXH2 2O O它是一种它是一种疏松多孔的物质疏松多孔的物质 Fe2O3 铁锈铁锈这种多孔性的物质，能让水分这种多孔性的物质，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。续跟铁反应，直至铁被完全锈蚀。 铁锈铁锈- 混合物混合物(主要成分主要成分氧氧化铁化铁-Fe2O3)结构疏松多孔结构疏松多孔怎么防止钢铁生锈呢？在车船的表面喷油漆在机

9、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：在钢铁表面镀铜、镀锡、镀锌、和镀铬总结：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一层致密而结实的膜覆盖在铝的表面，在铝的表面，防止铝继续与氧气反应，从而起来防止铝继续与氧气反应，从而起来“自我保护自我保护”的作用的作用（1)隔绝空气或氧气隔绝空气或氧气 (2)隔绝水隔绝水具体方法具体方法:1.“穿外衣穿外衣”加一层加一层保护膜保护

10、膜（如：刷油漆、涂油、（如：刷油漆、涂油、电镀、致密的氧化膜）电镀、致密的氧化膜） 2.“打强心针打强心针”在铁中加入其它金属改变其内部在铁中加入其它金属改变其内部结构，（如：制成不锈钢）结构，（如：制成不锈钢）保持钢铁表面的清洁干燥。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，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。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。涂搪瓷、用橡胶或塑料包在钢铁表面。形成氧化

11、膜保护层：枪套上形成四氧化三铁、形成氧化膜保护层：枪套上形成四氧化三铁、 锯条上的烤蓝。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：防止铁锈蚀的主要措施： 自行车的构件如自行车的构件如支架、链条、钢圈支架、链条、钢圈等，等，分别采取了什么防锈措施？分别采取了什么防锈措施？2、金属资源保护、金属资源保护资料一：资料一：据有关资料报道，现在世界上每据有关资料报道，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因腐蚀而报废的金属设备和材料相当于年产量的年产量的20% 20% 40%40%。

12、资料二：资料二：矿物的储量有矿物的储量有限，而且不能再生。可限，而且不能再生。可供开采的年限如图所示。供开采的年限如图所示。保护金属资源的主要途径：保护金属资源的主要途径：1、防止金属的腐蚀、防止金属的腐蚀2、金属的回收和利用、金属的回收和利用3、有计划合理地开采矿物、有计划合理地开采矿物4、寻找金属代用品、寻找金属代用品我会做我会做1、通过实验回答，铁钉在下列哪些情况下容易生锈？、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）在干燥的空气中（2）在潮湿的空气中）在潮湿的空气中（3）部分浸入食盐水中）部分浸入食盐水中（4）浸没有植物油中）浸没有植物油中2、下列做法能防止铁制

13、品生锈的是（）、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、自行车脏了用清水冲洗B、用废酸液冲洗铁制污水管道、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、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、切完咸菜后，尽快将菜刀洗净擦干(2)、(3)C、D我会做我会做 3、（、（1）下列家庭生活垃圾：废旧书刊报纸）下列家庭生活垃圾：废旧书刊报纸 废电池废电池 废弃橡胶、塑料制品废弃橡胶、塑料制品 易拉罐饮料瓶易拉罐饮料瓶 废弃电线废弃电线 破旧铁锅、铝壶破旧铁锅、铝壶 变质剩饭菜变质剩饭菜 瓜瓜皮果壳皮果壳 废弃玻璃物品等，其中可回收利废弃玻璃物品等，其中可回收

14、利用的有。回收利用与保护金用的有。回收利用与保护金属资源的相关联的是。属资源的相关联的是。（2）请你联系实际再提出两条节约金属资源的建）请你联系实际再提出两条节约金属资源的建议议:； 课 题 3 金属资源的利用和保护 居 巢 黄 麓 谢 玉 荣、为避免一氧化碳污染空气，并回收利用一氧化碳，方、为避免一氧化碳污染空气，并回收利用一氧化碳，方框中连接的是框中连接的是C和和D，导管接口的连接顺序，导管接口的连接顺序a 。 C装置中装置中NaOH的作用是的作用是 。、实验开始时，应、实验开始时，应 (填填“先加热再先加热再通通CO”或或“先通先通CO再加热再加热”)，目的，目的是是 。、实验进行一段时

15、间后，玻璃管、实验进行一段时间后，玻璃管A中出现的现象为中出现的现象为 为为 ，反应方程式为，反应方程式为 。、除、除CO外，还有哪些物质可以还原外，还有哪些物质可以还原Fe2O3 (请请写一物质的化学式写一物质的化学式)。4.某化学兴趣小组用一氧某化学兴趣小组用一氧化碳与氧化铁的反应来探化碳与氧化铁的反应来探究炼铁的原理，装置如下究炼铁的原理，装置如下图所示。请回答有关问题：图所示。请回答有关问题：d b e除去残余的二氧化碳除去残余的二氧化碳 先通一氧化碳再加热先通一氧化碳再加热 Fe2O3 + 3CO 2Fe + 3CO2高温高温C或或H2 赶尽玻璃管内的空气，防止加热爆炸赶尽玻璃管内的

16、空气，防止加热爆炸固体由红棕色变成黑色固体由红棕色变成黑色 课 题 3 金属资源的利用和保护 居 巢 黄 麓 谢 玉 荣5、通过实验回答，铁钉在、通过实验回答，铁钉在下列哪些情况下容易生锈？下列哪些情况下容易生锈？（1）在干燥的空气中）在干燥的空气中 （2）在潮湿的空气中）在潮湿的空气中 （3）部分浸入食盐水中）部分浸入食盐水中 （4）浸没在植物油中）浸没在植物油中6、如图所示实验，装置、如图所示实验，装置中出现的现象是（中出现的现象是（ ）A、铁丝不变化、铁丝不变化 B、铁丝逐渐消失、铁丝逐渐消失 C、试管中的液面不变化、试管中的液面不变化D、试管中的液面上升、试管中的液面上升D 课 题 3

17、 金属资源的利用和保护 安 徽 巢 湖 谢 玉 荣7、下列关于金属资源的说法，不正确的是（、下列关于金属资源的说法，不正确的是（ ） A、自然界中除少数不活泼的金属如金、银等以单质形式、自然界中除少数不活泼的金属如金、银等以单质形式存在外，其余都以化合物形式存在存在外，其余都以化合物形式存在 B、自然界中的金属资源是取之不尽的、自然界中的金属资源是取之不尽的 C、防止金属锈蚀、回收利用废旧金属可以保护金属资源、防止金属锈蚀、回收利用废旧金属可以保护金属资源和环境和环境 D、合理开发矿物、寻找金属代用品都是保护金属资源的、合理开发矿物、寻找金属代用品都是保护金属资源的有效途径有效途径B8、手机、

18、笔记本电脑等电子产品中使用的锂电池，具有、手机、笔记本电脑等电子产品中使用的锂电池，具有体积小、充电时间短、放电时间长等优点，放电时的工作体积小、充电时间短、放电时间长等优点，放电时的工作原理是锂（原理是锂（Li）跟二氧化锰作用生成）跟二氧化锰作用生成LiMnO2。1）在）在LiMnO2里，锂元素显里，锂元素显1价，则锰元素的化合价价，则锰元素的化合价为为 ；2）写出锂电池放电时的化学方程式）写出锂电池放电时的化学方程式 ；（3）锂电池充电时，是将电能转化为）锂电池充电时，是将电能转化为 能。能。3 Li+MnO2=LiMnO2 化学化学 课 题 3 金属资源的利用和保护 居 巢 黄 麓 谢 玉 荣9、图表资料可以为我们提供很多信息，下列从图表中、图表资料可以为我们提供很多信息，下列从图表中获取的信息及应用不正确的是（获取的信息及应用不正确的是（ ）A、根据金属活动性顺序表，判断金属是否容易被盐酸、根据金属活动性顺序表