金属资源的利用和保护

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 第八单元第八单元 金属和金属材料金属和金属材料南海九江镇初级中学南海九江镇初级中学 黎淑枝黎淑枝人类生活离不开金属人类生活离不开金属l 学习目标：l 1.知道一些常见金属的矿石,了解从铁矿石中将铁还原出来的方法.l 2.了解金属锈蚀的条件以及防止金属锈蚀的简单方法.l 3.知道废旧金属对环境的污染,认识回收利用废旧金属等金属资源保护的重要性.金属资源的利用和保护 金属元素在地壳中的含量金属元素在地壳中的含量元素名称元素名称质量分数质量分数/%/%元素名称元素名称质量分数质量分数/%/%铝（铝（AlAl）7.737.73镁（镁（MgMg）2.

2、002.00铁（铁（FeFe）4.754.75锌（锌（ZnZn）0.0080.008钙（钙（CaCa）3.453.45铜（铜（CuCu）0.0070.007钠（钠（NaNa）2.742.74银（银（AgAg）0.000010.00001钾（钾（K K ）2.472.47金（金（AuAu）0.00000050.0000005自然界中以单质自然界中以单质 形式存在的金形式存在的金自然界中以单质自然界中以单质 形式存在的银形式存在的银单质单质 ：少数化学性质较少数化学性质较不活泼不活泼的金属的金属 菱铁矿（主要成菱铁矿（主要成FeCO3 ）赤铁矿（主要成分赤铁矿（主要成分Fe2O3 ）磁铁矿（主要成

3、分磁铁矿（主要成分Fe3O4）化合物化合物 ：多数化学性质较多数化学性质较活泼活泼的金属的金属铝土矿铝土矿(主要成分主要成分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） 黄铁矿（主要成分黄铁矿（主要成分FeS2）l 大自然向人类提供了丰富的金属矿物资源，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，提取量最大农业生产和其它领域。其中，提取量最大的是的是铁铁。在我国最早的人工冶铁制品在我国最早的人工冶铁制品是甘肃灵台出土的春秋初年是甘肃灵台出土的春

4、秋初年秦国的铜柄铁剑。秦国的铜柄铁剑。一.铁的冶炼我国古代铁的冶炼我国古代铁的冶炼 生熟炼铁炉生熟炼铁炉(二二) 生熟炼铁炉生熟炼铁炉(一一)宝钢炼铁高炉宝钢炼铁高炉为纪念为纪念1996年中国钢产量年中国钢产量突破突破1亿吨而发行的邮票亿吨而发行的邮票 点燃尾气有点燃尾气有火焰火焰Fe2O3+3CO 2Fe+3CO2高温高温2CO + O2 2C O2 点燃点燃CO2+Ca(OH)2 Ca CO3 +H2O石灰石、石灰石、铁矿石铁矿石、 焦炭、空气焦炭、空气黄铁矿黄铁矿 FeS2赤铁矿赤铁矿 Fe2O3菱铁矿菱铁矿 FeCO3磁铁矿磁铁矿 Fe3O4铁铁矿矿石石高炉高炉Fe2O3+3CO 2F

5、e+3CO2高温高温 在高温下，利用焦炭与氧气反应生成在高温下，利用焦炭与氧气反应生成的的一氧化碳一氧化碳把铁从把铁从铁矿石铁矿石中还原出来。中还原出来。O2 + C CO2点燃点燃CO2 + C 2CO高温高温资料：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%。提出问题：根据铁锈的主要成分提出问题：根据铁锈的主要成分（ ）猜测铁生锈需要什么条件？）猜测铁生锈需要什么条件？我的猜想：我的猜想：提出问题：根据铁锈的主要成分（提出问题：根据铁锈的主要成分（ ）猜测铁生锈需要什么条件？猜测铁生锈需要什么条件？我的猜想：我的猜想： 铁生锈可能与氧气和水有关铁生

6、锈可能与氧气和水有关实验探究：实验探究：用这些实验用具：用这些实验用具：洁净无锈的铁钉、试管、蒸馏水、洁净无锈的铁钉、试管、蒸馏水、植物油、棉花、干燥剂氯化钙植物油、棉花、干燥剂氯化钙设计实验方案设计实验方案提出问题：根据铁锈的主要成分（提出问题：根据铁锈的主要成分（ ）猜测）猜测铁生锈需要什么条件？铁生锈需要什么条件？我的猜想：我的猜想： 铁生锈可能与氧气和水有关铁生锈可能与氧气和水有关实验探究：实验探究：用这些实验用具：用这些实验用具：洁净无锈的铁钉、试管、洁净无锈的铁钉、试管、蒸馏水、植物油、棉花、干燥剂氯化钙蒸馏水、植物油、棉花、干燥剂氯化钙设计设计实验方案实验方案取三枚洁净无锈的铁钉

7、，分别放入取三枚洁净无锈的铁钉，分别放入3 3支试管中进行如下实验。支试管中进行如下实验。a a、试管、试管1 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。b b、试管、试管2 2中注入中注入经煮沸迅速冷却的蒸馏水经煮沸迅速冷却的蒸馏水，使其浸没铁钉，使其浸没铁钉，上面加上植物油并塞紧橡皮塞。上面加上植物油并塞紧橡皮塞。c c、试管、试管3 3中加入中加入少量干燥剂少量干燥剂（生石灰或无水氯化钙），再放（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。一团干棉球，把铁钉放在干棉球上，塞紧橡皮塞。 隔绝氧气隔绝氧气没有没有氧气氧

8、气不能不能生锈生锈没有没有水蒸水蒸气不气不能生能生锈锈既有既有氧气氧气又有又有水能水能生锈生锈 没有没有氧气氧气不能不能生锈生锈没有没有水蒸水蒸气不气不能生能生锈锈既有既有氧气氧气又有又有水能水能生锈生锈 没有没有氧气氧气不能不能生锈生锈没有没有水蒸水蒸气不气不能生能生锈锈既有既有氧气氧气又有又有水能水能生锈生锈 水水铜陵被誉为我国的铜陵被誉为我国的“铜都铜都”。右图是铜陵铜工艺品中著名的四喜。右图是铜陵铜工艺品中著名的四喜娃娃，小明找到了分别用纯铜、青铜娃娃，小明找到了分别用纯铜、青铜(Cu、Sn合金合金)两种材料制作两种材料制作的四喜娃娃及用于实验的纯铜片和青铜片。的四喜娃娃及用于实验的纯

9、铜片和青铜片。(1)怎样用化学方法区分这两种四喜娃娃怎样用化学方法区分这两种四喜娃娃?区分纯铜和青区分纯铜和青铜的实验方法是：铜的实验方法是：_。(2)四喜娃娃为什么生锈了四喜娃娃为什么生锈了? 通过查阅资料得知，金属铜长时间放置在空气中，能够和空气通过查阅资料得知，金属铜长时间放置在空气中，能够和空气中氧气等物质发生化学反应，生成铜绿中氧气等物质发生化学反应，生成铜绿Cu2(OH)C03。请你根据。请你根据铜绿的组成推断，铜变成铜绿时，空气中的铜绿的组成推断，铜变成铜绿时，空气中的02、_、_参加了反应。参加了反应。(填化学式填化学式)(3)哪种四喜娃娃更容易生锈哪种四喜娃娃更容易生锈? 小

10、明发现从不同地点收集到的两个四喜娃娃中，青铜娃娃身上小明发现从不同地点收集到的两个四喜娃娃中，青铜娃娃身上的锈斑比纯铜的多，他据此得出结论：青铜比纯铜更容易生锈。的锈斑比纯铜的多，他据此得出结论：青铜比纯铜更容易生锈。他的这种推理方法是否科学他的这种推理方法是否科学?_。请说出理由。请说出理由_。2.防止铁生锈的措施1.防止铁生锈的原理防止铁生锈的原理是什么是什么2.2.自行车的构件如支架自行车的构件如支架、链条、钢圈等分别、链条、钢圈等分别采取了什么防锈措施采取了什么防锈措施？思考思考:2.防止铁生锈的措施防止铁生锈的原理防止铁生锈的原理将铁与水、氧气隔绝将铁与水、氧气隔绝制成不锈钢制成不锈

11、钢怎么防止铁制品生锈呢？怎么防止铁制品生锈呢？1.在车船的表面在车船的表面喷油漆喷油漆4.在机械表面在机械表面涂防锈油。涂防锈油。3.在面盆、杯子、等表在面盆、杯子、等表面面烧涂搪瓷。烧涂搪瓷。2. 在钢铁表面镀上一层起在钢铁表面镀上一层起保护作用的其他金属。如：保护作用的其他金属。如：在钢铁表面在钢铁表面镀锡、镀锌、镀锡、镀锌、和镀铬和镀铬资料：资料：根据已探明的一些矿物的储藏量和目前根据已探明的一些矿物的储藏量和目前消耗速度，有人估计一些矿物可供开采的年限消耗速度，有人估计一些矿物可供开采的年限如下图所示。如下图所示。（1）防止金属生锈防止金属生锈（2 2）金属的回收和利用）金属的回收和利

12、用（3 3）有计划合理开采矿物，严）有计划合理开采矿物，严 禁乱采矿禁乱采矿（4 4）寻找金属替代品）寻找金属替代品一、保护金属的措施 稀土是储量较少的一类稀土是储量较少的一类金属金属的统称，的统称，有有“工业维生素工业维生素”和神奇的和神奇的新材料宝库新材料宝库的美的美称。在石油、化工、冶金、纺织、陶瓷、玻称。在石油、化工、冶金、纺织、陶瓷、玻璃、永磁材料等领域都得到了广泛的应用。璃、永磁材料等领域都得到了广泛的应用。稀土三基色荧光粉稀土三基色荧光粉钕铁硼（稀土永磁材料）钕铁硼（稀土永磁材料）永磁同步发电机永磁同步发电机硬盘硬盘谈谈你对我国稀土资源保护的一些建议谈谈你对我国稀土资源保护的一些

13、建议我国稀土矿资源开发利用中存在的问题我国稀土矿资源开发利用中存在的问题 1. 采矿选矿和冶炼分离产能严重过剩2.布局决策分散与低水平重复建设，资源浪费严重3. 产业集中度低，产品趋同率高，缺乏市场竞争力4. 出口过量，竞争无序，价格失控1.要加强保护资源，合理开采，2.提高稀土资源利用率3.回收利用稀土回收利用稀土4.依靠技术创新和产品创新提高企业的依靠技术创新和产品创新提高企业的整体技术水平。整体技术水平。5.规范管理规范管理,出口有序出口有序谈谈你对我国稀土资源保护的一些建议谈谈你对我国稀土资源保护的一些建议1.1.炼铁原理：炼铁原理：在高温下，一氧化碳夺取铁矿石中在高温下，一氧化碳夺取

14、铁矿石中的氧，将铁还原出来的氧，将铁还原出来：2.2.铁生锈的条件铁生锈的条件： 与氧气（或空气）、水接触与氧气（或空气）、水接触 3.3.防止金属生锈法：防止金属生锈法：喷漆、涂油、制成不锈钢、镀耐腐蚀金属等Fe2O3+3CO=2Fe+3CO2高温高温4.4.保护金属资源的法：保护金属资源的法：防止金属的腐蚀；回收利防止金属的腐蚀；回收利用废旧金属；有计划、合用废旧金属；有计划、合理地开采矿物；寻找金属理地开采矿物；寻找金属替代品替代品反馈练习 1.1.在下列条件下，铁最容易生锈的是在下列条件下，铁最容易生锈的是( )( ) A.A.有氧气存在有氧气存在 B.B.有水存在有水存在 C.C.在

15、潮湿空气中在潮湿空气中 D.D.表面表面有油污有油污2.2.下列关于铁的说法正确的是（下列关于铁的说法正确的是（ ）A A铁部分锈蚀后没有回收价值铁部分锈蚀后没有回收价值 B B铁是地壳中含量最丰富的金属元素铁是地壳中含量最丰富的金属元素 C C铁生锈，产生的铁锈能阻止铁继续被锈蚀铁生锈，产生的铁锈能阻止铁继续被锈蚀 D D铁生锈是铁在有氧气和水等物质存在的条件下，发铁生锈是铁在有氧气和水等物质存在的条件下，发生复杂化学反应的过程生复杂化学反应的过程3.3.在金属表面覆盖保护膜是普遍采用的金属防锈措施在金属表面覆盖保护膜是普遍采用的金属防锈措施之一。下列自行车的防锈措施中，不属于覆盖保护膜的之

16、一。下列自行车的防锈措施中，不属于覆盖保护膜的是是 （ ）A.A.擦拭保持洁净与干燥擦拭保持洁净与干燥 B.B.链条上油链条上油C.C.轮圈镀铬轮圈镀铬 D.D.车架喷漆车架喷漆l4.4.早在春秋战国时期，我国就开始生产和使用铁器工业早在春秋战国时期，我国就开始生产和使用铁器工业上炼铁的原理是利用一氧化碳和氧化铁的反应某化学兴趣上炼铁的原理是利用一氧化碳和氧化铁的反应某化学兴趣小组利用下图装置进行实验探究，请按要求填空：小组利用下图装置进行实验探究，请按要求填空： A B C（1）A中观察到的现象是中观察到的现象是 。写出。写出CO还原还原Fe2O3的化学方程式的化学方程式 ；（；（2）实验中

17、盛澄清石）实验中盛澄清石灰水的试管中可观察到的现象是灰水的试管中可观察到的现象是 _；（3）右边导气管口放置点燃的酒精灯的目的是）右边导气管口放置点燃的酒精灯的目的是 。5.5.某化学兴趣小组对金属的性质做了如下探究，请你填写空某化学兴趣小组对金属的性质做了如下探究，请你填写空格：（格：（1 1）用下图所示实验探究铁生锈的条件（每支试管）用下图所示实验探究铁生锈的条件（每支试管中均放有完全相同的洁净铁片）：中均放有完全相同的洁净铁片）：甲同学认为，试管甲同学认为，试管A A发生的现象就能够说明铁的锈蚀是铁与空气中的氧发生的现象就能够说明铁的锈蚀是铁与空气中的氧气、水蒸气共同作用的结果。乙同学不

18、同意他的观点，认为必须全面气、水蒸气共同作用的结果。乙同学不同意他的观点，认为必须全面观察试管观察试管_（选填试管编号）发生的现象，并经过科学（选填试管编号）发生的现象，并经过科学严谨的推理，才能得出上述结论。严谨的推理，才能得出上述结论。 试管试管E E实验的目的是进一步探究铁在实验的目的是进一步探究铁在_的环境的环境中是否更容易锈蚀。中是否更容易锈蚀。为防止金属锈蚀，除了采用覆盖保护膜等措施以外，还可以制成合金为防止金属锈蚀，除了采用覆盖保护膜等措施以外，还可以制成合金。这是因为合金与纯金属相比，其组成和内部组织结构发生变化，从。这是因为合金与纯金属相比，其组成和内部组织结构发生变化，从而

19、引起而引起_的变化的变化。煮沸过的蒸馏水植物油ABCDE干燥的空气食盐水食醋反馈练习 1.1.在下列条件下，铁最容易生锈的是在下列条件下，铁最容易生锈的是( )( ) A.A.有氧气存在有氧气存在 B.B.有水存在有水存在 C.C.在潮湿空气中在潮湿空气中 D.D.表面有油污表面有油污2.2.下列关于铁的说法正确的是（下列关于铁的说法正确的是（ ）A A铁部分锈蚀后没有回收价值铁部分锈蚀后没有回收价值 B B铁是地壳中含量最丰富的金属元素铁是地壳中含量最丰富的金属元素 C C铁生锈，产生的铁锈能阻止铁继续被锈蚀铁生锈，产生的铁锈能阻止铁继续被锈蚀 D D铁生锈是铁在有氧气和水等物质存在的条件下

20、，发生复杂化铁生锈是铁在有氧气和水等物质存在的条件下，发生复杂化学反应的过程学反应的过程3.3.在金属表面覆盖保护膜是普遍采用的金属防锈措施之一。下在金属表面覆盖保护膜是普遍采用的金属防锈措施之一。下列自行车的防锈措施中，不属于覆盖保护膜的是列自行车的防锈措施中，不属于覆盖保护膜的是 （ ）A.A.擦拭保持洁净与干燥擦拭保持洁净与干燥 B.B.链条上油链条上油C.C.轮圈镀铬轮圈镀铬 D.D.车架喷漆车架喷漆CDAl4.4.早在春秋战国时期，我国就开始生产和使用铁器工业早在春秋战国时期，我国就开始生产和使用铁器工业上炼铁的原理是利用一氧化碳和氧化铁的反应某化学兴趣上炼铁的原理是利用一氧化碳和氧化铁的反应某化学兴趣小组利用下图装置进行实验探究，请按要求填空：小组利用下图装置进行实验探究，请按要求填空： A B C（1）A中观察到的现象是中观察到的现象是 。写出。写出CO还原还原Fe2O3的化学方程式的化学方程式 ；（；（2）实验中盛澄清石）实验中盛澄清石灰水的试管中可观察到的现象是灰水的试管中可观察到的现象是 _；（3）右边导