课题3 金属资源的利用和保护(2012新人教版)

1、课题课题3 3 金属资源的利用和保护金属资源的利用和保护图图816 自然界以单质形式存在的金自然界以单质形式存在的金图图817 自然界以单质形式存在的银自然界以单质形式存在的银把握一个今天，胜似两个明天。把握一个今天，胜似两个明天。 金属活动性顺序表：金属活动性顺序表： K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb (H) Cu Hg Ag Pt Au金属活动性由强逐渐减弱金属活动性由强逐渐减弱一、金属在自然界中的存在一、金属在自然界中的存在2 2、化合物：、化合物：化学性质较活泼的金化学性质较活泼的金属，如铁、铝、锌、锡、钠和钙等属，如铁、铝、锌、锡、钠和钙等1 1、单质：、单质：少数

2、化学性质较不活泼少数化学性质较不活泼的金属，如金、银等的金属，如金、银等 黄铁矿（主要成分是FeS2） 菱铁矿（主要成分是FeCO3） 工业上把能用来提炼金属的矿物叫做工业上把能用来提炼金属的矿物叫做矿石矿石。常见的矿石有：常见的矿石有：铁矿石铁矿石赤铁矿(主要成分为Fe2O3）磁铁矿（主要成分是Fe3O4）罕见的铁矿石罕见的铁矿石 七彩针铁矿七彩针铁矿 这不是一种稀有矿物，这不是一种稀有矿物，也没有完整的结晶，但它因晕彩而呈现也没有完整的结晶，但它因晕彩而呈现出七彩颜色十分吸引人。出七彩颜色十分吸引人。 赤铜矿（主要赤铜矿（主要成分是成分是 Cu2O） 孔雀石孔雀石(主要成分主要成分为为Cu

3、2(OH)2CO3) 蓝铜矿(主要成分是Cu2(CO3)2(OH)2)铜矿石铜矿石 辉铜矿 （主要成分是Cu2S） 黄铜矿（主要成分是CuFeS2）罕见的铜矿石罕见的铜矿石 毛赤铜矿毛赤铜矿( (主要成分是主要成分是Cu2O ) ) 金红石金红石（主要成分是（主要成分是TiO2） 闪锌矿闪锌矿 （主要成分是（主要成分是ZnS，常含有，常含有 Fe、Cd、In、Ga等元素）等元素）其它矿石其它矿石 铝土矿铝土矿（主要成分是（主要成分是 Al2O3）一、铁的冶炼一、铁的冶炼 生熟炼铁炉一生熟炼铁炉一生熟炼铁炉二生熟炼铁炉二 图图818 我国古代炼铁图我国古代炼铁图 早在春秋战国时期，我国就开始生产

4、和使早在春秋战国时期，我国就开始生产和使用铁器，从公元用铁器，从公元1 1世纪起，铁便成了一种最主世纪起，铁便成了一种最主要的金属材料。要的金属材料。图819 为纪念1996年中国钢产量 突破1亿吨而发行的邮票 图822 上海宝山钢铁公司炼铁高炉现象：现象：3.点燃尾气的作用是：点燃尾气的作用是：防止尾气中的防止尾气中的CO排放到空排放到空 气中，污染空气。气中，污染空气。图图8 820 20 一氧化碳还原氧化铁一氧化碳还原氧化铁红色红色粉末逐渐变成粉末逐渐变成黑色黑色；点燃尾气有点燃尾气有蓝色蓝色火焰火焰澄清的石灰水澄清的石灰水变浑浊变浑浊。注意：注意：1.先通先通CO，目的是，目的是排尽装

5、置中的空气，防止排尽装置中的空气，防止不纯不纯引起爆炸。引起爆炸。2.实验结束后，先熄灭酒精灯，继续通实验结束后，先熄灭酒精灯，继续通CO，目的是，目的是防止防止还原出的铁重新被氧化。还原出的铁重新被氧化。CO澄清石灰水澄清石灰水气囊气囊Fe2O3变浑浊变浑浊磁铁磁铁澄清石灰水澄清石灰水通通 CO停停 CO2 + Ca(OH)2 CaCO3 + H2OFe2O3 + 3CO 2Fe + 3CO22CO + O2 2CO2图图8 820 20 一氧化碳还原氧化铁一氧化碳还原氧化铁 该实验中该实验中说明了一氧化说明了一氧化碳具有哪些化碳具有哪些化学性质学性质? ?铁矿石、焦炭、石灰石、空气铁矿石、

6、焦炭、石灰石、空气高温高温Fe2O3 + CO = Fe + CO23 2 3原理：原理： 高温条件下高温条件下，利用还原剂，利用还原剂一氧化碳一氧化碳把铁从铁把铁从铁矿石里矿石里还原还原出来。出来。原料：原料：过量空气过量空气焦炭焦炭高温高温高温高温赤铁矿赤铁矿高温高温流程：流程：焦炭焦炭CO2COFe设备设备:产品产品: 生铁生铁高炉高炉化学方程式：化学方程式：C+O2 CO2点燃点燃CO2+C 2CO高温高温Fe2O3 + CO = Fe + CO23 2 3高温高温CaCO3 CaO+ CO2高温高温高温CaO + SiO2 CaSiO3二、金属资源保护二、金属资源保护 一方面，我们一

7、方面，我们每年要向自然界索取每年要向自然界索取大量的金属矿物资源，大量的金属矿物资源，以提取数以亿以提取数以亿吨计的金属。另一方面，据有关资料吨计的金属。另一方面，据有关资料报导，现在世界上每年因报导，现在世界上每年因腐蚀腐蚀而报废而报废的金属设备和材料相当于年产量的的金属设备和材料相当于年产量的20%40%。这是多么惊人的数字呀！。这是多么惊人的数字呀！防止金属腐蚀已成为科学研究和技术防止金属腐蚀已成为科学研究和技术领域中的重大问题。领域中的重大问题。1 1、金属的腐蚀和防护、金属的腐蚀和防护图图823 铁钉锈蚀条件的探究铁钉锈蚀条件的探究 铁制品锈蚀的过程，实际上是铁制品锈蚀的过程，实际上

8、是铁铁与空气与空气中的中的氧气、水蒸气氧气、水蒸气等发生化学反应的过程。等发生化学反应的过程。Fe2O3xHxH2 2O O疏松的疏松的1 1、试管、试管中为什么要用煮沸过的蒸馏水，且中为什么要用煮沸过的蒸馏水，且要加入植物油？要加入植物油？2 2、铝与氧气反应生成的氧化铝能起到保护里、铝与氧气反应生成的氧化铝能起到保护里层铝的作用。铁锈是否也能保护里层的铁呢？层铝的作用。铁锈是否也能保护里层的铁呢？3 3、你能否根据铁生锈的、你能否根据铁生锈的条件提出防止铁制品生条件提出防止铁制品生 锈的原理吗？锈的原理吗？2.2.自行车的构件如支架、链条、钢圈自行车的构件如支架、链条、钢圈等，分别采取了什

9、么防锈措施？等，分别采取了什么防锈措施？图图8 824 24 自行车的防锈措施自行车的防锈措施图图8 825 25 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、金属的回收利用；、金属的回收利用； 怎样保护金属资源？怎样保护金属资源？1 1、防止金属的腐蚀；、防止金属的腐蚀；3 3、有计划、合理地开采矿物；、有计划、合理地开采矿物；4 4、寻找金属的代用品；、寻找金属的代用品；图图8 826 26 金属的回收利用金属的回收利用5 5、物尽其用。、物尽其用。例题：用例题：用1000 t含氧化铁含氧化铁80的赤铁矿石，的赤铁矿石，理论上可以炼出纯铁多少理论上可以炼出纯铁多少 ?解：设理论上可以炼出的纯铁质量为解：设理论上可以炼出的纯铁质量为x x 160 2561000t80 X 160 1000t80% 256 XX= 560t答：可以炼出纯铁答：可以炼出纯铁560t。3CO + Fe2O3 2 Fe + 3CO2如果炼出的是含铁为如果炼出的是含铁为96%的生铁多少？的生铁多少？生铁的质量生铁的质量560t 96%=583t可以炼出生铁铁可以炼出生铁铁583t。练习练习：1、某