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1、欢迎各位老师指导！,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,课题3 金属资源的利用和保护,（第一课时）,永丰县七都中学 聂全香,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；,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。,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，矿物储量也很丰富，其中钨、钼
2、、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，我国的钢铁工业得到了飞速的
3、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。,（1）现象：红色粉末变成黑色，澄清的石灰水变浑浊。 点燃尾气有蓝色火焰,1、实验室：一氧化碳还原氧化铁,（2）相关的化学方程式：,Fe2O3 + 3CO 2Fe + 3CO2,CO2 + Ca(OH)2 CaCO3 + H2O,2CO + O2 2CO2,点燃,高温,用酒精灯点燃尾气的作用是,防止一氧化碳污染空气,（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
4、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）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
5、,录像,2、工业炼铁：,铁矿石,焦炭,热空气,炉渣出口,生铁出口,石灰石,高炉炼铁图：,三、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、计算多少吨含铁的质量分数为96%的生铁中，含铁560t？,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
6、化铁铁生铁,1000t80% 70%96%=583.3t,生铁的质量：,课题3 金属资源的利用和保护,第二课时,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）。,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）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
7、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,全浸在水中,干燥空气中,一半在水中,食盐水中,稀H2SO4中,实验：探究铁生锈的条件,一周后,铁钉沾了酸液: 铁钉严重锈蚀 铁钉浸没一半的在食盐水中：浸没在食盐水中的铁钉几乎全部生锈 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,稀H2SO4中,一半在水中,食盐水中,干燥空气中,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 在有酸性和盐条件下会加快生锈速率铁锈的主要
8、成分是Fe2O3 xH2O,想一想,阅读教材P19页，回答下列问题： 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？ 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。,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,防止铁生锈的原理就是破坏铁生锈的条件,二、金属资源保护,1、金属的腐蚀和防护,（2）铁制品的防护措施：,改变金属的内部
9、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 (2)隔绝水,讨论,2、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？,在潮湿的空气中铜与氧气、水、二氧化碳等作用生成了铜绿。 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。用白醋
10、浸泡可除去铜锈。,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,据估算，回收一个铝制饮料罐比制造一个新饮料罐要便宜20%，而且还可节约金属资源和95%的能源。1t废钢铁回炉冶炼可炼成近1t的钢，跟用铁矿石冶炼比，能节约11t煤和铁矿石，减少污染空气的悬浮微粒11kg。目前世界上已有50%以上的铁的90%以上的金得到了回收利用。 废旧金属的回收利用还可以减少对环境的污染。例如，废旧电池中含有汞等，如果废旧电池随意丢弃
11、，汞等渗出会造成地下水和土壤的污染，威胁人类健康。如果将汞等回收利用，不仅可以节约金属资源，而且还可以减少对环境的污染。,你知道吗？,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 （5）物尽其用,可节约金属资源由于金属冶炼需在高温下进行，回收废弃金属并再利用可节约能源降低金属制品的生产成本，可方便人们得到物美价廉的金属制品可减少金属对环境的污染,废弃金属的回收有什么意义？,讨论,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
12、 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）下列家庭生活垃圾：废旧书刊报纸 废电池 废弃橡胶、塑料制品 易拉罐饮料瓶 废弃电线 破旧铁锅、铝壶 变质剩饭菜 瓜皮果壳 废弃玻璃物品等，其中可回收利 用的有。回收利用与保护金 属资源的相关联的是。 （2）请你联系实际再提出两条节约金属资源的建议: ；,防止金属腐蚀,寻找金属的代用品,
