金属资源的利用和保护

1、课题3,金属资源的利用和保护,一 金属资源的概况,人类生活离不开金属,军事与科技也需要大量的金属,金属有广泛的用途，对于人类社会起着不可替代的作用!,一.金属元素在自然界中的存在,金属元素在自然界中分布很广，极少数不活泼的金属（如铂、金、银等）有单质形式存在；,思考：为什么金银等少数金属在自然界存在单质，而绝大多数金属元素只能以化合物的形式存在,金银的化学性质比较稳定，不易被氧化。像铝铁铜等金属相对于比较活泼，容易被氧化，所以才以化合物的形式存在,少数很不活泼的金属有单质形式存在外，其余大多数以化合物的形式存在。金属化合物在自然界中又以矿物的形式存在。,含有矿物的岩石称为矿石，如；铁矿石等都是

2、常见的矿石,铝 7.73%,铁 4.75%,钙 3.45%,钠 2.74%,钾 2.47%,镁 2.00%,地壳中金属的百分含量,常见几种金属矿物的成分,磁铁矿,赤铁矿,Fe3O4,Fe2O3,褐铁矿,Fe2O3XH2O,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，其中钨、钼、钛、锡、锑等储量居世界前列，铜、铝、锰等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。那么不就将来我国矿产资源就会短缺。,炼铁的过程称为铁的冶炼,炼铁的原理：利用一氧化碳与氧化铁的反应,一氧化碳

3、还原氧化铁,实验仪器： 铁架台2个 硬质玻璃管 单孔橡皮塞2个 酒精灯， 试管 酒精喷灯， 双控橡皮塞 导气管若干,实验装置,尾气处理,酒精喷灯,实验步骤：在硬质试管中，放入少量的氧化铁粉末，先通入一氧化碳，排出管内的空气后，加热氧化铁，当红色粉末变黑色时就停止加热，试管内物质冷却后，停止通入一氧化碳。,实验步骤： （1）检查装置的气密性 （2）装入药品并固定实验装置 （3）点燃酒精灯 （4）向玻璃管中通入一氧化碳 （5）点燃酒精喷灯 （6）反应完成后熄灭酒精喷灯 （7）试管冷却后停止通入一氧化碳 （8）熄灭酒精灯,现象：红色粉末变成黑色，产生气体使澄清的石灰水变浑浊。尾气燃烧并产生蓝色火焰,

4、实验结论：红色的氧化铁被一氧化碳还原成单质铁，并同时生成了二氧化碳,讨论1：(1)将产物通入澄清石灰水中，石灰水变浑浊，说明生成了什么气体？得到的黑色粉末放在白纸上观察，该固体能被磁铁吸引，说明生成的的固体是什么物质？,二氧化碳，铁,（2）为什么要先通入一氧化碳才能点灯？为什么要熄灭灯后才能停止通入二氧化碳,因为要排出管内的空气，以免加热时一氧化碳与空气混合，可能发生爆炸 因为要防治生成的铁被空气中的氧气氧化,讨论2：该反应需要高温，若实验室没有酒精喷灯，也可以用酒精灯代替吗？,如果要用酒精灯代替就必须在火焰上方加上一个金属网罩，使热量更加集中，提高温度,高炉是个竖直的圆筒形炉子，炉壳用钢板制

5、成，内部用耐火砖作衬里。炼铁的主要原料是铁矿石、焦炭、石灰石和空气,高温下，用还原剂（主要是一氧化碳）从铁矿石里把铁还原出来,工业炼铁,（1）原料：铁矿石、焦炭、石灰石、空气 （2）设备：高炉 （3）方法：工业上炼铁时，把铁矿石，焦炭，石灰石一起加入高炉，在高温下，利用炉内焦炭与氧气反应生成的一氧化碳把铁从铁矿石里还原出来 （4）所用原料中的石灰石的主要作用是将矿石中的二氧化硅转变为炉渣,三 有关杂质问题的计算,解题时一定要将纯净物的质量代入到化学方程式中进行计算，计算时首先应该将不纯物质的质量换成纯净物的质量，再根据化学方程式比例进行计算,练习1 赤矿铁的主要成分是三氧化二铁，现有含三氧化二

6、铁80%的赤铁矿2000t，求可冶炼含杂质3%的生铁多少吨？,第二课时 金属资源的保护,自然界的金属资源很丰富，但是金属的腐蚀也是普遍的现象。金属被腐蚀后，在外形、色泽和机械性能等等方面都将发生变化，造成设备破坏，管道泄漏，产品的污染，酿成爆炸等恶性的事故以及资源和能源的 严重浪费，使国民经济受损，因此研究金属 腐蚀的原理，采取防护措施，对经济建设有着十分重大的意义。 根据有关报道，现在世界每年因腐蚀而报废的金属设备和材料相当于年产量的20%到40%。那么，矿物的储存量有限，而且不能再生。,实验现象： 几天后，A试管中的铁钉生锈，在水面附近锈蚀严重：B、C试管中的铁钉没有生锈,实验分析： A试

7、管中的铁钉同时跟水和氧气接触而生锈：B试管中的铁钉只与水接触不生锈：C试管中的铁钉只与干燥的空气接触不生锈,实验结果： 铁生锈的条件是与水和氧气同时接触,金属的腐蚀给我们带来什么危害,1、金属大量腐蚀使冶炼金属的成本提高，既消耗能源有浪费矿物，还可能产生大量的废气，危害人类健康 2、使金属制品的寿命缩短 3、要是没有金属起导电作用，我们势必会经常生活 在黑暗中 4、腐蚀遍及国民经济各部门，给国民经济带来巨大的经济损失。 5、腐蚀的巨大危害不仅体现在经济损失上，它还会带来惨重的人员伤亡、环境污染、资源浪费、阻碍新技术的发展、促进自然资源的损耗。 6、作为量器，将影响到其精确度,2 铁制品的防锈原理和方法,防锈原理：破坏铁制品生锈的条件，即隔绝空气和水 方法： 1 保持铁质品表面的干燥和洁净 2 在铁质品表面通过物理或化学方法制成保护膜，如：涂油，刷油漆