金属资源的利用和保护课件14-人教版

课题3金属资源的利用和保护课题3金属资源的利用和保护1人类生活离不开金属人类生活离不开金属2金属元素在自然界中的存在形式（1）单质：少数化学性质较不活泼的金属，如金、银等自然界以单质形式存在的金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（1）单质：少数化学性质较不活泼3金属元素在自然界中的存在形式（2）化合物：化学性质较活泼的金属，如铁、锌、钠和钙等孔雀石(Cu2(OH)2CO3)闪锌矿孔雀石金属元素在自然界中的存在形式（2）孔雀石(Cu2(OH)2C4金属元素在地壳中的含量元素名称质量分数/%元素名称质量分数/%铝（Al）7.73镁（Mg）2.00铁（Fe）4.75锌（Zn）0.008钙（Ca）3.45铜（Cu）0.007钠（Na）2.74银（Ag）0.00001钾（K）2.47金（Au）0.0000005资料金属元素在地壳中的含量元素名称质量分数/%元素名称质量分数/5赤铁矿黄铁矿FeS2菱铁矿FeCO3Fe2O3矿石:工业上把能用来提炼金属的矿物。磁铁矿

Fe3O4铁矿石赤铁矿黄铁矿FeS2菱铁矿FeCO3Fe2O3矿石:工业上把6孔雀石Cu2(OH)2CO3赤铜矿

Cu2O黄铜矿CuFeS2辉铜矿Cu2S铜矿石孔雀石Cu2(OH)2CO3赤铜矿Cu2O黄铜7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、锰等储量在世界上也占有重要的地位。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农业生产和其它领域。其中，提取量最大的是铁。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8一、铁的冶炼上海宝山钢铁公司炼铁高炉一、铁的冶炼上海宝山钢铁公司炼铁高炉91、原料：黄铁矿FeS2赤铁矿Fe2O3菱铁矿FeCO3磁铁矿Fe3O42、原理：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Fe2O3+3CO2Fe+3CO2高温石灰石、铁矿石焦炭、空气3、设备：化学方程式：70%48.27%46.67%72.41%含铁量一.铁的冶炼工业上高炉4、产品：生铁1、原料：黄铁矿FeS2赤铁矿Fe2O3菱铁矿10铁矿石焦炭热空气炉渣出口生铁出口石灰石高炉炼铁图：铁矿石焦炭热空气炉渣出口生铁出口石灰石高炉炼铁图：11高炉是个竖直的圆筒形炉子，炉壳用钢板制成，内部用耐火砖作衬里。工业上高炉是个竖直的圆筒形炉子，炉壳用钢板制成，内部用耐火砖作衬里12工业上炼铁时各物质的作用：石灰石：把杂质转化为炉渣焦炭：燃烧放热提高炉温，并将生成的CO2还原为具有还原性的CO，因此在炼铁高炉中起主要作用的还原剂是CO，优点是气体还原剂具有流动性，能与矿石充分接触，使反应更彻底。工业上炼铁时各物质的作用：13现象：红色粉末变成黑色，澄清的石灰水变浑浊。一氧化碳还原氧化铁实验室相关的化学方程式：Fe2O3+3CO2Fe+3CO2CO2+Ca(OH)2CaCO3

↓+H2O2CO+O22CO2点燃高温用酒精灯点燃尾气的作用是防止一氧化碳污染空气一.铁的冶炼点燃尾气有火焰蓝色现象：红色粉末变成黑色，澄清的石灰水变浑浊。一氧化碳还原氧化14

先通CO后点灯，防止通入的一氧化碳与玻璃管中的空气混合在加热时发生爆炸。

实验结束时，先熄灯后停CO，是为了防止温度降低后外面的空气进入玻璃管使铁重新被氧化；还防止试管中的石灰水倒吸入热的玻璃管，使之炸裂。操作中应注意些什么？1、先通CO还是先点灯？为什么？2、先熄灭灯还是先停止通CO？为什么？先通CO后点灯，防止通入的一氧化碳与玻璃管中的空气混合15有关杂质问题的计算例:用1000t含氧化铁80%的赤铁矿石，理论上可炼出含铁96%的生铁的质量是多少？分析：代入化学方程式计算的物质质量都是纯净物的质量，而在实际生产时，所用的原料或产物一般都含有杂质，在进行有关计算时，必需考虑到这一点。思考：如何把混合物的质量转化成纯净物的质量？纯净物的质量=混合物的质量X纯度混合物的质量=？纯度=？有关杂质问题的计算例:用1000t含氧化铁80%的赤铁矿石16解：氧化铁的质量：1000t×80%=800t设理论上可炼出铁的质量为XFe2O3+3CO====2Fe+3CO2

1602X56800X

800t2×56x高温=折合为含铁96%的生铁的质量为560t÷96%=583t答：1000t可炼出生铁为583t。X=560t解：氧化铁的质量：1000t×80%=800t设理论上17练习：要炼出含杂质3%的生铁2000吨，需要含四氧化三铁质量分数为90%的磁铁矿石多少？解：铁的质量：2000t×(1-3%)=1940t设需要四氧化三铁的质量为XFe3O4+4CO====3Fe+4CO2

232168X1940t高温232x1681940t=折合为磁铁矿石的质量为2679t÷90%=2977t答：磁铁矿石的质量为2977t。X=2679t练习：要炼出含杂质3%的生铁2000吨，需要含四氧化三铁质量18练习：1.地壳中含量最多的金属元素（）

A.铁B.氧C.硅D.铝2.下列矿石的主要成分表达错误的是（）A.黄铁矿(FeS2) B.菱铁矿(FeCO3)C.黄铜矿(CuFeS2) D.辉铜矿(CuS)3.某钢铁厂高炉炼铁的主要原料是焦炭、赤铁矿（主要成分是Fe2O3）、空气等，主要反应过程如下所示：（1）在上面方框中写出有关反应的生成物的化学式．（2）写出②、③两步反应的化学方程式②_____________③___________________DDCO2

COCO2＋C===2CO高温3CO＋Fe2O3==2Fe＋3CO2

高温练习：DDCO2COCO2＋C===2CO高温3CO＋19资料一：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与年产量的20%----40%。资料二：矿物的储量有限，而且不能再生。根据已探明的一些矿物的储藏量，并目前这些金属的消耗速度，有人估计一些矿物、可供开采的年限如课本图所示（不包括今后新探明的矿物储量，一些国家的金属储备和金属的回收利用等）。资料一：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20铁轨的锈蚀铁钉的生锈各种铁制品的锈蚀

为了减少损失，需要探究金属锈蚀的原因、防护的方法和废金属的回收利用金属锈蚀给人类带来了巨大的损失。铁轨的锈蚀铁钉的生锈各种铁制品的锈蚀为了减少损失，需要探究21二.金属资源保护1.金属的腐蚀和防护铁生锈铁生锈条件的探究条件的探究二.金属资源保护1.金属的腐蚀和防护铁生锈铁生锈条件的探究条22取3枚洁净无锈的铁钉，分别放入3支试管中进行下面的实验步骤一、在试管1中加入少量的蒸馏水，使铁钉的一半浸没在水中步骤二、在试管2中注满迅速冷却的沸水塞紧橡皮塞步骤三、在试管3中加入少量干燥剂（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，塞紧橡皮塞取3枚洁净无锈的铁钉，分别放入3支试管中进行下面的实验步骤一23

一周后铁钉浸没一半在水中：铁在空气、水的界面处生锈铁钉完全浸没在水中（上面还加植物油）：铁未生锈铁钉放在干燥的空气中（加干燥剂等）：铁未生锈全浸在水中一半在水中干燥空气中一周后铁钉浸没一半在水中：铁在空气、水的界面处生锈全浸在24铁生锈条件的探究现象分析结论试管Ⅰ试管Ⅱ

试管Ⅲ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。（缓慢氧化，放热）铁生锈条件的探究现象分析结论试管Ⅰ试管Ⅱ试管Ⅲ生锈不生锈不25铁在空气中锈蚀，实际上是铁跟氧气、水等物质相互作用，发生一系列复杂的化学变化，使铁转化为铁的化合物的过程。铁锈铁与空气（氧气）接触与水接触因此，铁与空气接触，又有水分时，最易生锈！铁在空气中锈蚀，实际上是铁跟氧气、水等物质相互作用，26氧化铁与铝壶表面的氧化铝膜性质比较

铁锈

(Ｆe2Ｏ3)氧化铝

(Al2O3)结构特点若不除去结果疏松多孔完全锈蚀致密结实使铝“自我保护”

铁锈这种多孔性的物质，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，直至铁被完全锈蚀。铁锈铁锈成分复杂，主要是Fe2O3·XH2O它是一种疏松多孔的物质Fe2O3氧化铁与铝壶表面的氧化铝膜性质比较铁锈氧化铝结构特27请解释下列实验的现象液面处铁锈较多干燥剂①干燥空气中②部分浸没水中③浸没水中④部分浸没食盐水中1234请解释下列实验的现象液面处铁锈较多干燥剂①干燥空气中②部分浸28想一想阅读教材P19页，回答下列问题：1、试管Ⅱ中为什么要用煮沸过的蒸馏水，且要加入植物油？

2、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？

3、你能否根据铁生锈的条件提出防止铁制品生锈的原理吗？是为了防止蒸馏水中溶有氧气。不能，因为铁锈是疏松的。（1）隔绝空气或氧气(2)隔绝水防止铁制品生锈原理：破坏铁制品锈蚀的条件想一想阅读教材P19页，回答下列问题：是为了防止蒸馏水中溶有29金属防腐蚀的方法：改变金属的内部结构制成合金，如不锈钢形成保护层刷油漆、涂油、烧制搪瓷（物理方法）电镀上一层耐腐蚀的金属（镀铬、锌、锡）改善腐蚀环境等等保持铁制品表面干燥和洁净金属防腐蚀的方法：改变金属的内部结构30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31讨论1、在实际生活和生产中我们应该采取哪些具体方法来防止铁制品生锈呢？防止铁制品生锈的具体方法为：

保持铁制品表面干燥和洁净

在铁制品表面涂一层保护膜如：刷油漆、涂油、镀上一层耐磨、耐腐蚀的金属铬、高温灼烧金属，进行“烤蓝”处理等制成合金钢，如不锈钢讨论1、在实际生活和生产中我们应该采取哪些具体方法来防止铁制32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？刷油漆涂油镀铬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？刷33（2）回收和利用废旧金属（1）防止金属腐蚀怎样保护金属资源呢?（2）回收和利用废旧金属（1）防止金属腐蚀怎样保护金属资源呢34讨论废弃金属的回收有什么意义？可节约金属资源由于金属冶炼需在高温下进行，回收废弃金属并再利用可节约能源降低金属制品的生产成本，可方便人们得到物美价廉的金属制品可减少金属对环境的污染讨论废弃金属的回收有什么意义？可节约金属资源35怎样保护金属资源呢?（3）合理开采矿物（4）寻找金属的代用品怎样保护金属资源呢?（3）合理开采矿物36小结铁生锈的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

小结铁生锈的主要条件是与空气和水（或水蒸气）直接接触。保护金37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）浸没有