金属资源的利用和保护2.ppt

1、课题3 金属资源的利用和保护,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,金属的存在形式： 1、单质： 2、化合物,金属元素在自然界中的存在形式,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,化合物：化学性质较活泼的金属，如：铁、锌、钠、钙等。,孔雀石(Cu2(OH)2CO3 ),闪锌矿,孔雀石,金属元素在地壳中的含量,资料,矿石:工业上把能用来提炼金属的矿物。,赤铁矿Fe2O3,磁铁矿（Fe3O4）,铝土矿 Al2O3,菱铁矿FeCO3,黄铁矿F

2、eS2,孔雀石 Cu2(OH)2CO3,赤铜矿 Cu2O,黄铜矿 CuFeS2,辉铜矿 Cu2S,铜 矿 石,矿石如何变成金属？,1、加热氧化铁使其分解。 类似氧化汞的分解生成汞和氧气,2、使用氢气、碳、一氧化碳等还原剂夺去氧化铁中的氧。 类似我们学习碳的性质时的碳还原氧化铜,我们看一下实验室：一氧化碳还原氧化铁Fe2O3,现象： 红色粉末变成黑色，,澄清的石灰水变浑浊。,用酒精灯点燃尾气的作用是,防止CO污染空气,CO,澄清石灰水,气囊,Fe2O3,变浑浊,磁铁,澄清石灰水,通 CO,停,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

3、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？,1、原料：,黄铁矿 FeS2,赤铁矿 Fe2O3,菱铁矿 FeCO3,磁铁矿 Fe3O4,2、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,石灰石、铁矿石 焦炭、空气,3、设备：高炉,化学方程式：,70%,48.27%,46.67%,72.41%,含铁量,铁的冶炼,（工业上）,铁矿石,焦炭,热空气,炉渣出口,生铁出口,石灰石,高炉炼铁图：,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。炼铁的主要原料是铁矿石、焦炭、石灰石和空气

4、。,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,工业上,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。,例：用1000 t含氧化铁80的赤铁矿 石，理论上可以炼出纯铁多少 t ?,解：设理论上可以炼出的纯铁质量为x,X= 560t,答：可以炼出纯铁560t。,3CO + Fe2O3 2 Fe +3CO2,如果炼出含铁为96%的生铁多少t？,生铁的质量560t 96%=583t,可以炼出生铁铁583t。,练习

5、：要炼出含杂质3%的生铁2000吨，需要含四氧化三铁90%的磁铁矿石的质量是多少？,二、金属资源保护,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于年产量的20% 40%。,资料二：矿物的储量有限，而且不能再生。可供开采的年限如图所示。,铁为什么会生锈？,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、植物油 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,一周后,铁钉浸没一半在水中铁在空气、水的界面处生锈

6、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,铁生锈条件的探究,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,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。 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Fe2O3XH2O它是一种疏松多孔的物质 Fe2O3,铁锈,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

7、被完全锈蚀。,铁锈-混合物 (主要成分氧化铁),结构疏松多孔,氧化铁与铝壶表面的氧化铝膜性质比较,疏松多孔,完全锈蚀,致密结实,使铝“自我保护”,铁,铁锈,与空气（氧气）接触,与水接触,讨论,通过对铁制品锈蚀条件的探究，你对防止铁制品锈蚀有什么建议？,1、保持铁制品表面干燥和洁净 2、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 3、制成合金钢，如不锈钢,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,2、金属资源保护,保护金属资源的主要途径：,1、防止金属的腐蚀,2、金属的回收和利用,3、有计划合理地开采矿物,4、寻找金属代用品,学生练习：根据铜绿的化学式Cu2(OH)2CO3分析铜生锈的条件又是什么？,与氧气、水、二氧化碳接触,5、物尽其用,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