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1、金属资源的利用和保护,人类生活离不开金属,金属有广泛的用途，对于人类社会起着不可替代的作用!,军事与科技也需要大量的金属,一.金属资源概况,地球上的金属资源广泛存在于地壳和海洋中，极少数不活泼的金属（如金、银等）有单质形式存在；,自然界以单质形式存在的金,自然界以单质形式存在的银,赤铁矿,黄铁矿FeS2,菱铁矿FeCO3,铝士矿,黄铜矿,辉铜矿,Fe2O3,其余大多数金属是以化合物的形式存在。金属化合物在自然界中以矿物的形式存在。把含有某种金属的矿物叫矿石。,孔雀石 Cu2(OH)2CO3,赤铜矿 Cu2O,磁铁矿（主要成分Fe3O4）,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
2、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。但由于人口众多，人均拥有量约为世界人均水平的13，居世界第80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。,二、铁的冶炼,早在春秋战国时期，我国就开始生产和使用铁器， 从公元1世纪起，铁便成了一种最主要的金属材料。,二.铁的冶炼,为纪念1996年中国钢产产量突 破1亿吨而发行的邮票,上海宝山钢铁公司炼铁高炉,钢的主要成分就是铁。钢和铁有着非常广泛和重要的应用，它们在某种程度上代表了一个国家工业发展的水平。新中国成立后，我国的
3、钢铁工业得到了飞速的发展。1949年，我国的钢产量只有158万吨，居世界第26位；1996年，我国的钢产量首次突破1亿吨，居世界前茅。,红色的Fe2O3变成灰黑色，同时产生的气体使澄清的石灰水变浑浊,一氧化碳还原氧化铁生成铁粉(灰黑色)与二氧化碳,1.实验室用一氧化碳还原氧化铁,用燃着的酒精灯将尾气点燃或用气球收集尾气,【实验8-3】,（3）实验步骤： 1、检查装置气密性 2、将适量的氧化铁装入试管并固定装置 3、点燃右边酒精灯 4、通入一氧化碳气体 5、点燃酒精喷灯给氧化铁加热 6、待硬质玻璃管内红色物质完全变为黑色时停止加热 7、待玻璃管内固体冷却后停止通入一氧化碳，然后熄灭右边酒精灯 （
4、4）注意事项： 实验前要先通CO将玻璃管中的空气排尽再加热，防止加热时CO与空气混合发生爆炸； 实验完毕后，停止加热时要继续通CO至玻璃管内固体冷却，防止高温下的生成物铁与空气接触而被氧化，同时还可防止石灰水倒吸。,（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,2、工业炼铁：,(4) 产品：生铁,设备：炼铁高炉,铁矿石、焦炭、石灰石,铁矿石,焦炭,热空气
5、,炉渣出口,生铁出口,石灰石,高炉炼铁图：,C + O2 = CO2,点燃,CO2 + C = 2CO,高温,Fe2O3 + 3CO=2Fe + 3CO2,高温,在实际生产时,所用的原料或产物一般都含有杂质,在计算用料时和产量时,应考虑到杂质问题。,不纯物质、纯物质、纯度之间的关系：,列比例时，一定要用纯量。,3.含杂质的物质的化学方程式的计算：,m(纯) = m(不纯 )纯度,m(不纯) = m(纯) 纯度,例题：用1000t含氧化铁(Fe2O3) 80%的赤铁矿石，理论上可炼含铁96%的生铁多少吨？,解：1000t赤铁矿石中含氧化铁的质量为1000t 80%800t。 设800t氧化铁理论
6、上可以炼出铁的质量为X。,160 112,800t X,X560t,折合含铁96%的生铁的质量为560t 96%583t (纯化杂),答： 1000t含氧化铁(Fe2O3) 80%的赤铁矿石，理论上可炼出含铁96%的生铁为583t。,例题：用1000t含氧化铁(Fe2O3) 80%的赤铁矿石，理论上可炼含铁96%的生铁多少吨？,答： 1000t含氧化铁(Fe2O3) 80%的赤铁矿石，理论上可炼出含铁96%的生铁为583t。,或设800t氧化铁理论上可以炼含铁96%的生铁质量为X。,160 112 800t X96%,160 :112800t :X96% X583t,(杂化纯),资料：据有关资
7、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、金属的腐蚀和防护铁制品锈蚀条件的探究,金属锈蚀给人类带来了巨大的损失。为了减少损失，需要探究金属锈蚀的原因、防护的方法和废旧金属的回收利用,铁钉锈蚀条件的探究,1,2,3,铁钉一半在蒸馏水里另一半在空气中,铁钉浸没在蒸馏水中上面用植物油密封,铁钉放在干澡的空气中,一周后,【现象】,1号试管中铁钉生锈,2号试管中铁钉没有生锈,3号试管中铁钉也没有生锈,想一想,1、试管中为什么要用煮沸过的蒸馏水，且要加入植物油？ 2、铝与氧气反应生成的氧化铝能起到保护里层铝的作用。铁锈是否也能保护里层的铁呢？
8、3、你能否根据铁生锈的条件提出防止铁制品生锈的原理吗？,是为了防止蒸馏水中溶有氧气。,不能，因为铁锈是疏松的。,铁锈的主要成分是Fe2O3 xH2O,1，铁制品锈蚀原理,小结,铁与空气中的氧气、水蒸气发生化学反应的过程,2，铁生锈条件,铁与氧气、水同时接触 生成物不会对反应阻碍作用,铁锈的特点：蔬松多孔,3，铁制品的防护措施,防止铁生锈的原理 ：,改变金属内部结构,就是破坏铁生锈的条件,隔绝空气,隔绝水,防止铁生锈方法,只要采取任何一种方法都可以防止铁生锈,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
9、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,2，防止铁生锈的措施,讨论,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？,镀铬,刷油漆,涂油,思考：根据铜绿的化学式Cu2(OH)2CO3分析铜生锈的条件又是什么？,推理依据是按铜绿的化学式可知：铜绿含C、H、O、Cu四种元素，若无空气中的O2、H2O、CO2 等对铜发生作用则铜绿中不可能含O、C、H等元素。在潮湿的空气中铜与氧气、水、二氧化碳等作用生成了铜绿。 用白醋浸泡可除去铜锈。,讨论,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,（3）合理开采矿物 （4）寻找金属的代用品,再 见,
