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1、金属资源的利用,第一课时,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）以单质形式存在；,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,铝土矿(Al2O3),黄铜矿(CuFeS2),辉铜矿(Cu2S),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,我国是世界上已知矿物种类比较齐全的少数国家之一，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、锰等储量在世界上也占有重要
2、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。,生熟炼铁炉,（1）实验步骤： 1、检查装置气密性 2、将适量的氧化铁装入硬质玻璃管 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 （2）注意事项：
3、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、实验室：一氧化碳还原氧化铁,（3）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,（4）相关的化学方程式：,Fe2O3 + 3CO = 2Fe + 3CO2,CO2 + Ca(OH)2 =CaCO3+ H2O,2CO + O2 =2CO2,高温,用酒精灯点燃尾气的作用是,防止一氧化碳污染空气,点燃,（1）原料：,黄铁矿 FeS2,赤铁矿 Fe2O3,菱铁矿 FeCO3,磁铁矿
4、 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,铁矿石,焦炭,热空气,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,有关炼铁的计算,练习:用1000t含氧化铁80%的赤铁矿石，理论上可以炼出含铁96%的生铁的质量是多少？,思考一：100吨含杂质为3%的磁铁矿石中有多少四氧化三铁？,思考
5、二：200t含三氧化二铁97%的赤铁矿石的质量是多少?,思考三：含铁95%的生铁1000吨中纯铁的质量是多少?,金属资源的保护,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%。,钢铁生锈的危害,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
6、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,铁钉放在干燥的空气中,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,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。,铁与空气中的氧气、水蒸气发生化学反应的过程
7、。,想一想,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：疏松多孔,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,3.防止铁生锈的措施,讨
8、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,金属防锈,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。,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,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
9、易拉罐等金属？,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，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？,（3）合理开采矿物 （4）寻找金属的代用品 （5）物尽其用,废弃金属的回收有什么意义？,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,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 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,
