课题3　金属资源的利用和保护.ppt

1、课题3金属资源的保护和利用,江阴市云亭中学 刘钢,一、金属资源的利用 自然界中的几种单质,自然界中以单质存在的金,自然界中以单质存在的银,金属元素在地壳中的含量,观察P15资料及下列柱状图,请同学们找出地壳中含量最多的前三种金属？,地球上的金属资源广泛地存在于地壳和浩瀚的海洋中，除少数很不活泼的金属如金、银等有单质形式存在外，其余都以化合物形式存在。以化合物形式存在的金属在自然界中以矿物形式存在。 含有矿物的岩石称为矿石。 工业上就是从矿石中来提炼金属的。,自然界中的矿物一,观看下列图片,磁铁矿（Fe3O4）,黄铁矿(FeS2),赤铁矿(Fe2O3),观看下列图片,菱铁矿(FeCO3) 铝土矿

2、(Al2O3 ) 黄铜矿(CuFeS2) 辉铜矿(Cu2S),自然界中的矿物三,观看下列图片,我国矿物种类齐全，矿物储量丰富，其中钨、钼、钛、锑等储量居世界前列，铜、铝、锰等储量在世界上占有重要地位。 虽说我国矿物种类比较齐全、矿物储量比较丰富，但由于多种因素的影响，我国主要矿产品进口量呈逐年上升趋势。随着我国经济高速发展，对矿产资源需求增长很快，主要矿产资源短缺的态势日益明显。如果地质勘探无重大突破，2l世纪初，我国矿产资源将出现全面紧缺的局面。,现在，人类每年都要向地壳和海洋索取大量的金属矿物资源，以提取数以吨计的金属。其中，提取量最大的是铁。 把金属矿物变成金属的过程，叫做金属的冶炼。炼

3、铁的过程称之为铁的冶炼。,早在春秋战国之前，我国就开始炼铁和使用铁器，从公元1世纪起，铁便成了一种最主要的金属材料。,我国古代炼铁图,现代上海宝山钢铁公司炼铁高炉图,纪念1996年中国钢产量突破一亿吨而发行的邮票,CO还原氧化铁的实验,如图所示，在硬质试管中加入少量红色的氧化铁粉末，先通入CO，后加热，观察发生的现象。,现象 化学方程式,红色氧化铁变黑色，澄清石灰水变浑浊,Fe2O3+3CO=高温=3CO2+2Fe,注意：(1)实验前应先通CO把装置内空气排干净，然后再加热；反应完成后，须待试管内物质冷却后再停止通CO。 (2)反应完毕后，把得到的黑色粉末倒在白纸上观察，并试验它能不能被磁铁吸

4、起，以判断反应中是否生成了铁。,上述实验是实验室模拟铁的冶炼过程，工业上铁的冶炼原理虽与上述实验相同，但其规模、条件、装置与此差异很大。 把铁矿石冶炼成铁是一个复杂的过程。工业上炼铁时，把铁矿石和焦炭、石灰石一起加入高炉，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里还原出来。,炼铁高炉结构,三、有关杂质问题的计算,在冶铁的实际生产过程中，所用的原料或产物一般都含有杂质，故在计算用料和产量时就不可能不考虑杂质问题。 例题 用1000 t含氧化铁80的赤铁矿石，理论上可以炼出含铁96的生铁多少吨?,分析本题是有关化学方程式的汁算，但化学方程式表示的是纯净物质之间的数量比，而不表示不纯物

5、质之间的数量关系。故计算时须先进行换算。如果题目给出或要求算出不纯物质的质量，必须先换算成纯净物质的质量，或先计算出纯净物质质量再换算成不纯物质的质量。,解题过程一,解：1000 t赤铁矿石中含氧化铁的质量 1000 t80800 t。 设：800 t氧化铁理论上可以炼出铁的质量为x Fe2O3+3CO =2Fe+3CO2 160 256 800 t x 160：800t=112：X x560 t 折合为含铁96%的生铁的质量为 560 t96%=583 t。 答：理论上可炼出含铁96的生铁583 t。,解题过程二,解：设理论上可炼出含铁96%的生铁的质量为x。 Fe2O3+3CO=高温=2F

6、e+3CO2 160 256 1000 t80% x96 160：800=112：96%x x=583 t。 答：理论上可炼出含铁96的生铁583 t。,资料一：人类每年要向自然界索取大量的金属矿物资源，以提取数以亿吨计的金属。金属矿物的储量有限，而且不能再生。根据已探明的一些矿物的储藏量，并根据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下图所示（不包括今后新探明的矿物储量、一些国家的金属储备量和金属的回收利用等）。,二、金属资源的保护,资料二：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%。,二、金属资源保护,1、金属的腐蚀和防护 （1）

7、铁制品锈蚀条件的探究,现有洁净无锈的铁钉、试管、经煮沸迅速冷却的蒸馏水、植物油、棉花和干燥剂氯化钙。试设计实验以证明铁制品锈蚀的条件。,铁生锈条件的探究,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,二、金属资源保护,1、金属的腐蚀和防护 （1）铁制品锈蚀条件的探究,在水、氧气同时存在的环境中铁能锈蚀 铁锈的主要成分是Fe2O3 xH2O,二、金属资源保护,1、金属的腐蚀和防护 （1）铁制品锈蚀条件的探究,在水、氧气同时存在的环境中铁能锈蚀 铁锈的主要成分是Fe2O3 xH2O,（2）铁制品的防护措施,防止

8、铁生锈的原理就是破坏铁生锈的条件,讨论,3、对于金属资源除了采取防止金属腐蚀的措施外，还可以通过什么途径来使金属资源得到保护呢？ 废品收购站为什么要收购废铁、废铜、和易拉罐等金属？,二、金属资源保护,2、金属资源保护 （1）防止金属腐蚀,（2）回收和利用废旧金属,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物尽其用,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）浸没有植物油中 2、下列做法能防止铁制品生锈的是（） A、自行车脏了用清水冲洗B、用废酸液冲洗铁制污水管道C、在铁制篮球架上刷一层油漆D、切完咸菜后，尽快将菜刀洗净擦干,(3)、(4),C、D,我会做,3、随着人们生活质量的提高，各种电池使用量大幅度增加，废电池进行集中处理的问题被提到议事日程上来。其首要原因是 ( ) A 回收利用电池外壳的金属材料 B 防止电池中汞、镉、铅等重金属对土壤和水源的污染 C减轻电池中渗漏的液体对其他物品的腐蚀 D回收利用电池中的石墨电极,C,我会做,4、（1）下列家