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1、第八单元 金属和金属材料,课题3 金属资源的利用和保护,制作人：黄啟坤,温故知新,1、背诵金属活动性顺序表。,3、金属有哪些化学性质？,2、金属活动性顺序有哪些应用？,4、写出下列化学反应的化学方程式： （1）镁、锌、铁与盐酸的反应,K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb (H) Cu Hg Ag Pt Au,（1）判断金属的活动性；（2）判断金属与酸的反应；（3）判断金属与盐的反应。,（1）金属与氧气反应，生成金属氧化物；（2）金属与酸反应，生成盐和氢气；（3）金属与某些盐溶液反应,生成新金属和新盐。,Fe+CuSO4=FeSO4+Cu Cu+2AgNO3=Cu(NO3)2+2A
2、g,（2）铁钉与硫酸铜溶液、铜丝与硝酸银溶液的反应,Mg+2HCl=MgCl2+H2 Zn+2HCl=ZnCl2+H2 Fe+2HCl=FeCl2+H2,一.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（如金、银等）有单质形式存在；,自然界中以单质形式存在的金,自然界中以单质形式存在的银,其余大多数以化合物的形式存在。,图52 地壳中金属的百分含量,赤铁矿,黄铁矿FeS2,菱铁矿FeCO3,Fe2O3,常见几种金属矿物的成分,磁铁矿 Fe3O4,1、分别计算出,Fe2O3、FeS2、FeCO3、Fe3O4,中铁元素的质量分数。质量分数较大的有哪些？,2、用黄铁矿炼铁
3、好吗？为什么？,3、用什么矿石炼铁比较好？为什么？,70%,72.41%,46.67%,48.27%,含铁量比较大的是四氧化三铁和三氧化二铁,用黄铁矿炼铁不好。因为会产生二氧化硫的污染气体,用磁铁矿和赤铁矿炼铁比较好。因为它们的含铁量比较高，且不会生成二氧化硫的污染气体。,孔雀石 Cu2(OH)2CO3,铝士矿,黄铜矿,辉铜矿,Al2O3,CuFeS2,Cu2S,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、钛、锡、锑等储量居世界前列，铜、铝、锰等储量在世界观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
4、和其它领域。其中，提取量最大的是铁。,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,一氧化碳还原氧化铁,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,一氧化碳还原氧化铁,实验室,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,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
5、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 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。,CO早出晚归；酒精灯迟到早退,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.
6、41%,含铁量,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,铁矿石,焦炭,热空气,炉渣出口,生铁出口,石灰石,高炉炼铁图：,炼铁时各物质的作用： 石灰石：把杂质转化为炉渣 焦炭：1、燃烧放热提高炉温；2、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。,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-
7、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%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（1-20%）70%8
8、0%=4571.5t,赤铁矿石:,例题用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？,解：1000t赤铁矿石中含氧化铁的质量为：1000t 80=800t,设：800t氧化铁理论上可以炼出铁的质量为 x,Fe2O3 + 3CO 2Fe + 3CO2,高温,160 112,800t x,x=560t 折合为含铁96 的生铁的质量为 560t 96 =583t,答：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583t,4、解：每天消耗的 质量为： 5000t76%=3800t 设：该厂理论上可日产纯铁的质量为吨 160 112 3800t 16
9、0 3800t 112 =2660t 折合为含铁98%的生铁的质量为 2660t98%=2714.3t 答：该厂理论上可日产含铁98%的生铁2714.3吨。,Fe2O3+3CO=2Fe+3CO2,高温,=,Fe2O3,5、解：需要冶炼的纯铁的质量为： 2000t（13%）=1940t 设：设需要 的质量为吨 232 168 1940t 232 168 1940t =2679t 折合为含 90%的磁铁矿石的质量为 2679t90%=2976.7t 答：需要含 90%的磁铁矿石的质量是2976.7吨。,+4CO=3Fe+4CO2,高温,=,Fe3O4,Fe3O4,Fe3O4,Fe3O4,据有关资料
10、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,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。,实验1、铁钉一半在空气中，一半在水中,现象：铁钉生锈，且水与空气的界面处生锈最严重,实验2、铁钉完全浸没在蒸馏水中，上面盖一层植物油,现象：铁钉没有生锈,结论：铁钉生锈需要氧气,实验3、铁钉放在干燥的空气中,现象： 铁钉没有生锈,结论：铁钉生锈需要水,铁生锈的条件：,与氧气（或空气）接触 与水（或水蒸气）接触
11、 （二者同时具备） 其它影响因素：与酸溶液、盐溶液接触等,实验：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,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
12、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,铁制品防锈蚀的方法：,具体方法： 1、改变金属的内部结构（打强心针） 制成合金，如不锈钢 2、形成保护层（穿外衣） 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 3、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,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.金属的回收利用,三.有计划、合理地开采
13、矿物 ，严禁乱采矿 四.寻找金属的代用品,金属回收利用的益处： 1、节约资源； 2、减少对环境的污染,温故知新,: 1.矿石有哪些?写出其主要成分的化学式. 2.炼铁的主要反应原理是什么?写出用赤铁矿,磁铁矿炼铁的化学反应方程式.,赤铁矿Fe2O3 磁铁矿Fe3O4 黄铁矿FeS2 辉铜矿Cu2S 赤铜矿Cu2O 菱铁矿FeCO3 铝士矿Al2O3 孔雀石 Cu2(OH)2CO3,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里还原出来,诊断补偿，点击中考,一、选择题：请将唯一正确答案代量填入下列空格内 1（2006 广州）人类每年从自然界中提取大量的金属铁，下列关于铁的说法正确的是（
14、 ） A、炼铁的过程是把单质铁变成氧化铁。 B、钢是很纯的铁。 C、生铁是含少量碳的铁合金。 D、被腐蚀的铁制品属于不可回收的垃圾。 2（2006 益阳）铁是人类生活中重要的一种材料，工业上可用如下化学反应制得铁， Fe2O3+3CO 2Fe+3CO2，该反应中，发生还原反应的物质是（ ） A、Fe2O3 B、CO C、Fe D、CO2 3、做一氧化碳还原氧化铁的实验后，清洗试管壁上留下的黑色物质时可选用的方法是（ ） A、用大量水边冲边洗。 B、用试管刷左右、上下猛烈刷。 C、用盐酸或稀硫酸清洗后再用水冲。 D、用肥皂粉清洗后再用水冲洗。,高温,C,A,C,诊断补偿，点击中考,4（2006益
15、阳）在下列情况下，埋在地下的铸铁管道腐蚀最快的是（ ） A、在潮湿、致密的土壤中。 B、在干燥、致密的土壤中。 C、在潮湿、疏松的土壤中。 D、在干燥、疏松的土壤中。 5、下列物品需采用防锈措施的是（ ） A、铁制防盗网。 B、不锈钢菜刀。 C、铝合金窗。 D、金戒指。 6、日常生活中的一些铁制品经常会被锈蚀。下列做法不能起防锈作用的是（ ） 1、在铁制品表面镀锌。2、在铁制品表面涂油脂。3、保留铁件表面的铁锈作保护层。 4、在铁制品表面刷油漆。5、自行车脏了用清水洗。6、用废酸液冲洗铁制污水管道。7、切完咸菜后，尽快将菜刀洗净擦干。 A、2 5 B、3 5 6 C、1 3 7 D、2 6 7,C,A,B,谢 谢,
