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1、课题3 金属资源的利用和保护,图816 自然界以单质形式存在的金,图817 自然界以单质形式存在的银,把握一个今天，胜似两个明天。,金属活动性顺序表：,K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb (H) Cu Hg Ag Pt Au,金属活动性由强逐渐减弱,一、金属在自然界中的存在,2、化合物：化学性质较活泼的金属，如铁、铝、锌、锡、钠和钙等,1、单质：少数化学性质较不活泼的金属，如金、银等,工业上把能用来提炼金属的矿物叫做矿石。 常见的铁矿石,罕见的铁矿石,七彩针铁矿 这不是一种稀有矿物，也没有完整的结晶，但它因晕彩而呈现出七彩颜色十分吸引人。,铜矿石,罕见的铜矿石,毛赤铜矿 (主要
2、成分是Cu2O ),其它矿石,一、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。,图819 为纪念1996年中国钢产量 突破1亿吨而发行的邮票,图822 上海宝山钢铁公司炼铁高炉,现象：,实验室里一氧化碳还原氧化铁,3. 右侧导管口处燃着的酒精灯作用是：点燃尾气防止有毒CO，污染空气。,图820 一氧化碳还原氧化铁,红色粉末逐渐变成黑色,点燃尾气有蓝色火焰,澄清的石灰水变浑浊,注意：1.先通CO，目的是排尽装置中的空气，防止CO不纯引起爆炸。（ CO ：早出晚归） 2.实验结束后，先熄灭酒精喷灯，继续通CO，目的是防止生成的铁重新被氧化。（
3、灯：迟到早退）,CO,澄清石灰水,气囊,Fe2O3,变浑浊,磁铁,澄清石灰水,通 CO,停,实验室里一氧化碳还原氧化铁,相关方 程式：,图820 一氧化碳还原氧化铁,该实验中说明了一氧化碳具有哪些化学性质?,还原性 可燃性,铁矿石、焦炭、石灰石、空气,原理：,高温条件下，利用还原剂一氧化碳把铁从铁矿石里还原出来。,原料：,过量空气,焦炭,点燃,高温,赤铁矿,高温,流程：,焦炭,CO2,CO,Fe,设备:,产品:,生铁,高炉,化学方程式：,工业炼铁,第2课时,例题：用1000 t含氧化铁80的赤铁矿石，理论上可以炼出含铁为96%的生铁多少？,解：设理论上可以炼出含铁为96%的生铁质量为x,X=
4、583t,答：可以炼出生铁583t。,3CO + Fe2O3 2 Fe + 3CO2,练习：,冶炼1000t含杂质3的生铁，需要含Fe3O480%的磁铁矿石的质量是多少?,二、金属资源保护,一方面，我们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。另一方面，据有关资料报导，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%。这是多么惊人的数字呀！防止金属腐蚀已成为科学研究和技术领域中的重大问题。,1、金属的腐蚀和防护,活动与探究,水,图823 铁钉锈蚀条件的探究,煮沸过蒸馏水,干燥空气,食盐水,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
5、触,铁只与水接触,铁只与氧气接触,水和氧气同时存在铁能生锈,铁制品的锈蚀，实际上是铁与空气中的氧气、水蒸气等发生化学反应。,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？ 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？,防止蒸馏水中溶有氧气，隔绝氧气。,不能，因为铁锈是疏松的。,思考,隔绝氧气或水,1、金属的腐蚀和防护,（2）铁制品的防腐原理和措施,原理破坏铁生锈的条件,隔绝氧气,隔绝水,水、氧气同时作用,缓慢氧化,（1）铁,铁锈,Fe2O3 xH2O,铁锈很疏松，会加速里层锈蚀,怎么防止钢铁生锈呢
6、？,在车船的表面刷油漆,在脸盆、茶缸、饭钵等表面烧涂搪瓷,在钢铁表面镀锡、镀锌和镀铬,镀铜,1、在实际生活和生产中我们应该采取哪些具体方法来防止铁制品生锈呢？,防止铁制品生锈的具体方法为：,讨论,保持铁制品表面洁净和干燥；,在铁制品表面涂一层保护膜如：涂油、刷漆、烧涂搪瓷；镀上一层耐磨、耐腐蚀的 金属铬、镍（钢圈）、锌（白铁皮）、锡 （马口铁）等；高温灼烧金属，进行“烤蓝”处理（锯条）等；,制成耐腐蚀的合金如不锈钢等。,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？,图824 自行车的防锈措施,镀铬、镍,刷油漆,涂油,2、金属资源的保护,图825 据估计一些矿物可供开采的年限,
7、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图825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）。,2、回收利用；,怎样保护金属资源？,讨论,1、防止腐蚀；,3、有计划、合理开采；,4、寻找代用品；,图826 金属的回收利用,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%以上的铁和90%以上的金得到了回收利用。
8、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，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，这是一举两得的好事。,你知道吗？,有关资料显示，一节一号电池烂在地里，能使1平方米的土壤永久失去利用价值；一粒纽扣电池可使600吨水受到污染，相当于一个人一生的饮水量。在对自然环境威胁最大的几种物质中，电池里就包含了汞、铅、镉等多种，若将废旧电池混入生活垃圾一起填埋，或者随手丢弃，渗出的汞及重金属物质就会渗透于土壤、污染地下水，进而进入鱼类、农作物中，破坏人类的生存环境，间接威胁到人类的健
9、康。,电池的组成物质在使用过程中，被封存在电池壳内部，并不会对环境造成影响。但经过长期机械磨损和腐蚀，使得内部的重金属和酸碱等泄露出来，进入土壤或水源，就会通过各种途径进入人的食物链。,废电池的危害,废旧金属的回收利用的意义：,1、节约金属资源；,2、减少对环境污染。,3、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；,4、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。,稀土(rare earth)有“工业维生素”的美称。现如今已成为极其重要的战略资源。 稀土元素氧化物是指元素周期表中原子序数为57 到71 的15种镧系元素氧化物，以及与镧系元素化学性质相似的钪（
10、Sc） 和钇（Y）共17 种元素的氧化物。 稀土元素在石油、化工、冶金、纺织、陶瓷、玻璃、永磁材料等领域都得到了广泛的应用，随着科技的进步和应用技术的不断突破，稀土氧化物的价值将越来越大。,1、金属的腐蚀和防护,（2）铁制品的防锈原理,原理破坏铁生锈的条件,隔绝氧气,隔绝水,水、氧气同时作用,缓慢氧化,（1）铁,铁锈,Fe2O3 xH2O,（3）铁制品的防锈措施干燥、刷漆、涂油、电镀、合金,铁锈很疏松，会加速里层锈蚀,课 堂 笔 记,（2）回收利用,2、金属资源保护,（1）防止腐蚀,（3）有计划、合理开采,（4）寻找代用品,课堂评价练习,1.据估计每年因生锈而损失的钢铁约占世界年产量 的1/4
11、，下列防锈措施中不正确的是（ ） 涂油 刷漆 镀金属 烤蓝 经常用雨水冲洗 A. B. C. D. ,A,2.下列有关使用铁器时的注意事项中，正确的是 （ ） A.避免接触干燥的空气 B.能盛放盐酸 C.不能盛放硫酸铜溶液 D.避免接触潮湿空气,CD,3.下列关于金属资源的说法中，你不赞成的是（ ） A.地球上除少数不活泼金属如金、银等有单 质形式存在外，其余都是以化合物形式存在 B.防止金属锈蚀，回收利用废旧金属可以保护金属资源和环境 C.地球上的金属资源是取之不尽的 D.合理开采矿物寻找金属代用品都是保护金属资源的有效途径,C,4.在下列情况下，埋在地下的铸铁管道腐蚀最慢 的是（ ） A.
12、 在干燥、致密、不透气的土壤中 B. 在潮湿、疏松、透气的土壤中 C. 在潮湿、致密、不透气的土壤中 D. 在潮湿、疏松、透气的酸性土壤中,5.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,C D,A,6.（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
13、用品,7.某同学改进CO还原氧化铁实验装置如下图：,1.若先给氧化铁加热,再通CO，后果是_ _ ； 2.写出A中反应的方程式：_； 3.根据B装置现象可以判断反应是否发生，则B中试剂为_； 4.C装置作用_； 5.C装置收集气体利用_性质。,澄清石灰水,CO不纯，引起爆炸,收集气体，防止有毒CO污染空气,CO难溶于水,我国古代将炉甘石ZnCO3、 赤铜Cu2O和木炭混合加强热到8000C左右，得到外观似金子的药金，已知其中发生一个分解反应，两个置换反应，写出其中化学方程式。,药金成分是_合金，是黄金吗？_ 原因是_ 用_ 化学方法证明药金不是黄金。,Zn Cu,不是,根本就没有金,加稀硫酸或稀盐酸看是否有气泡,再见,目前，我国的稀土储量居世界第一位，,
