1、课题3 金属资源的利用和保护,人类生活离不开金属,金属在自然界的存在方式-单质 化合物,单质：少数化学性质较不活泼的金属，如金、银、铂等。,化合物：化学性质较活泼的金属，如铁、铝、铜等。,一、存在,1.大多数以化合物形式存在（Au、Ag、Cu等以单质）,金属元素在地壳中的含量,资料,赤铁矿,菱铁矿FeCO3,铝士矿Al2O3,黄铜矿CuFeS2,辉铜矿Cu2S,Fe2O3,矿石:工业上把能用来提炼金属的矿物叫矿石。,磁铁矿Fe3O4,孔雀石 Cu2(OH)2CO3,赤铜矿 Cu2O,一、存在,1.大多数以化合物形式存在（Au、Ag、Pt等以单质）,2.常见矿石：赤铁矿：Fe2O3 磁铁矿：Fe
2、3O4菱铁矿： FeCO3 铝土矿：Al2O3,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。,1、CO还原Fe2O3,（2）现象：,澄清的石灰水变浑浊。,（1）步骤：查、装、定、通（CO）、点、熄、停通,二、冶炼：,红色粉末变成黑色，,（3）方程式,玻璃管中：,酒精灯处：,试管中：,实验室：一氧化碳还原氧化铁Fe2O3,（4）注意事项：,尾气处理：点燃或收集备用,CO早出
3、晚归，酒精灯迟到早退,澄清石灰水的作用：检验并吸收生成的气体CO2；,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。,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,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。,2、工业炼铁：,（2）设备：高炉,石灰石 焦炭 铁矿石,（3）方程式：,（1）原料：,（把杂质转化为炉渣）,（提供热量；作还原剂）,产生还原
4、剂：,形成生铁：,形成炉渣：,三、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。,取3枚洁净无锈的铁钉，分别放入3支试管中进行实验,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
5、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 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,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）,探究铁生锈的条件,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，铁锈为混合物。,铁锈,
6、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。,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,三、金属资源的保护,1、铁生锈的条件：,铁与水和氧气共同作用,2、铁锈：,Fe2O3 . xH2O (红色、疏松多孔状）,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,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
7、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）、通过化学反应使表面形成致密的氧化物薄膜等 改善腐蚀环境等等 保持铁制品表面干燥和洁净,（1)隔绝空气或氧气 (2)隔绝水,3、防止铁生锈方法： (1)保持铁制品表面干燥和洁净(食盐水和酸碱等会加快金属的腐蚀) (2)涂油、喷漆、电镀,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,讨论部分,4.保护,（1）防止金属的腐蚀,（3）合理有效开采矿物,（4）寻找金属的代用品,（2）回收利用废旧金属,结合教材P1821,有关杂质问题的计算-（考试重点）,例 1000t含氧化铁80%的赤铁矿石，理论上可炼纯铁的质量是多少？,解：氧化铁的质量： 1000t 80% =800t,设：理论上可炼出铁的质量为X,160 256,800t X,X = 560t,答：1000t可炼出纯铁的质量为560t。,有关杂质问题的计算,1、纯净物的质量=混合物的质量*质量分数,2、混合物的质量=纯净物的质量质量分数,有关杂质问题的计算,例 1000t含氧化铁80%的赤铁矿石，理论上可炼含铁96%的生铁的质量是多少？,解：,设理论上可炼出生铁的质量为X,160 256,1000t 80% X 96%,X = 583t,答：1000t可炼出生铁的质量为583t。,谢谢欣赏！ THANK YOU!,