1、金属资源的利用和保护 （第一课时）,学习目标,1.记住金属资源分布中各矿石的主要成分。 2.掌握铁的冶炼。 3.会进行含杂质的有关计算。,人类生活离不开金属,知识点一：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_、_等）以单质形式存在；而绝大多数是以化合物的形式存在.,思考：原因是什么?,金属的活泼性决定的,磁铁矿的主要成分为Fe3O4 （含铁量72.41%）,黄铁矿的主要成分是FeS2 （含铁量46.67%）,铁的几种矿石,赤铁矿主要成分为Fe2O3 （含铁量70%）,菱铁矿主要成分是FeCO3 （含铁量48.27%）,铁矿石选择原则：1、铁元素含量高2、含
2、有害元素少,铁矿石中Fe2O3是怎么变成Fe 的？你有什么方法？,交流与讨论,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,(3).一氧化碳的还原性,黑色的粉末变成了红色，澄清的石灰水变浑浊。,现象：,原理：,（1）、检查装置的气密性； （2）、装入药品并固定； （3）、向玻璃管内通入一氧化碳气体； （4）、给氧化铁加热； （5）、停止加热； （6）、待试管冷却后停止通一氧化碳。,实验步骤,CO:,早出晚归,酒精灯:,迟到早退,一 ： 实验室一氧化碳还原氧化铁0803-一氧化碳还原氧化铁在线播放优酷网，视频高清在线观看,问题1、为什么先通一氧化碳再加热？,问题2、实验完毕为什么先停
3、止加热再停止通一氧化碳？,排出空气防止加热时爆炸,防止生成的铁高温下又被氧化,1.红色的固体逐渐变成黑色； 2.澄清的石灰水变浑浊。 3.导管口处有蓝色火焰,实验现象,化学方程式,交流与讨论,1、某同学改进一氧化碳还原氧化铁的实验装置如图所示： （1）、若先给氧化铁加热，再通入一氧化碳可能产生的后果是 。 （2）、写出A中发生反应的化学方程式 。 （3）、B装置中产生的现象可判断反应 是否开始发生，B试剂是 。 （4）、C装置的作用是 。 （5）、C装置收集气体的方法叫 。,练习与实践,Fe2O3,CO,A,B,C,发生爆炸,高温,3CO+Fe2O3=2Fe+3CO2,澄清石灰水,收集未反应的
4、CO，防止污染空气,排水法,你知道吗？,煤炉里的煤在燃烧过程中，发生了哪些化学反应？,二 ：工业上铁的冶炼,1、原料：,2、原理：,石灰石、铁矿石 焦炭、空气,3、设备：,化学方程式：,问题1、原料中焦炭和石灰石的作用是什么？,问题2、产生还原剂的反应是什么？,问题4、高炉炼铁的产品是什么？,问题3、高炉炼铁的炉气能否直接排放到空气中？,高炉,有关杂质问题的计算,例1、1000t含杂质20%的赤铁矿石中含 氧化铁的质量是多少？,氧化铁的质量： 1000t （ 1- 20% ）=800t,纯物质的质量= 不纯物质的质量纯物质的质量分数（纯度）,例2、计算多少吨生铁中含铁的质量分数为96%，含铁5
5、60t？,生铁的质量： 560t96%=583.3t,不纯物质的质量=纯物质的质量纯物质的质量分数（纯度）,例3：用1000t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？,注意：带入化学方程式计算的数据应是 纯净物的质量,赤铁矿石氧化铁铁生铁,1000t80% 70%96%=583.3t,生铁的质量：,练习：要炼出含杂质2%的生铁3200吨，需要含氧化铁质量分数为80%的赤铁矿石多少吨？,生铁铁氧化铁赤铁矿石,3200t（1-2%）70%80%=5600t,赤铁矿石:,三、有关杂质问题的计算,例 1000t含氧化铁80%的赤铁矿石，理论上可炼出含铁96%的生铁的质量是多少？
6、,解：氧化铁的质量： 1000t 80% =800t,设：理论上可炼出铁的质量为X Fe2O3+3CO = 2Fe+3CO2 160 2X56 800 X,800t x=560t 256 x,高温,=,折合为含铁96%的生铁的质量为560t96%=583t,答：1000t可炼出生铁为583t。,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：可炼出四氧化三铁的质量为X Fe3O4+4CO = 3Fe+4CO2 232 168X 1940t,高温,232 x x=2679t 168 1940t,=
7、,折合为磁铁矿石的质量为2679t90%=2977t,答：磁铁矿石的质量为2977t。,据有关资料报导，现在全世界每年被腐蚀而报废的金属设备和材料相当于年产量的20%40%,钢铁的最大的弱点就是容易生绣,三.金属资源保护,1.金属的腐蚀和防护,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。,铁生锈的条件：,与氧气（或空气）
8、接触 与水接触 其它影响因素：温度、盐等,与氧气、水和二氧化碳接触,实验：探究铁生锈的条件,铁在什么条件下容易生锈呢?,铁钉放在干燥的空气中：,铁不易生锈,铁钉浸没一半的在水中：,铁在空气、水的界面处生锈严重,铁钉完全浸没的在水中：,铁少量生锈,铁钉浸没一半的在食盐水中：,浸没在水中的铁钉几乎全部生锈,请解释下列实验的现象,液面处铁锈较多,干燥剂,干燥空气中,部分浸没水中,浸没水中,部分浸没食盐水中,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
9、一种疏松多孔的物质,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,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,金属防腐蚀的原理：,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）、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,金属防腐蚀的方法：,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.怎样保护金属资源呢?,一.防止金属腐蚀 二.回收利用废旧金属,三.合理有效地开采矿物 四.寻找金属的代用品,1、工业炼铁的原理： 3CO+Fe2O3=2Fe+3CO2 2、工业炼铁的原料： 铁矿石、焦炭、石灰石、空气 3、工业炼铁的设备：高炉,高温,我今天知道了:,
