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1、第八单元第八单元 金属和金属材料金属和金属材料课题课题3 3 金属资源的利用和保护金属资源的利用和保护天天 然然 金金 块块天然银天然银金属在地球上分布很广，但单质形式存在的很少（只有金、金属在地球上分布很广，但单质形式存在的很少（只有金、银等少数不活泼金属），大多都银等少数不活泼金属），大多都以化合物的形式存在以化合物的形式存在。不同金属元素在地壳中的含量不同，含量最多的金属元不同金属元素在地壳中的含量不同，含量最多的金属元素是素是铝铝Al。矿石：矿石：能用来提炼金属的矿物能用来提炼金属的矿物赤铁矿赤铁矿黄铁矿黄铁矿菱菱铁铁矿矿铝铝土土矿矿黄铜矿黄铜矿辉铜矿辉铜矿除少数不活泼的金属如金除少数
2、不活泼的金属如金, ,银等有单质形式存银等有单质形式存在外在外, ,其余都其余都以化合物形式存在以化合物形式存在. .二、二、铁的冶铁的冶炼炼 我国早在春秋时期就开始生产使用铁器，公元我国早在春秋时期就开始生产使用铁器，公元1世纪起，世纪起，铁便成了一种最主要的金属材料。铁便成了一种最主要的金属材料。一一 、铁的物理性质、铁的物理性质银白色银白色 金属光泽金属光泽 质软质软 延展性良好延展性良好铁铁液态铁液态铁铁蒸汽铁蒸汽15352750 二、铁的化学性质：二、铁的化学性质：1.与氧气反应与氧气反应3Fe+2O2 = Fe 3O 4点燃点燃在氧气中燃烧：在氧气中燃烧：常温下，潮湿的空气中生成铁
3、锈（主要成分是氧化铁）。常温下，潮湿的空气中生成铁锈（主要成分是氧化铁）。2.铁与酸的反应铁与酸的反应Fe+2HCl=FeCl2+H2Fe+H 2SO 4=Fe SO 4 +H23.铁与硫酸铜的反应铁与硫酸铜的反应Fe+CuSO4=Cu+FeSO4+2复复 习习红色的红色的FeFe2 2O O3 3变黑变黑，生成的气体使石灰水变浑浊，生成的气体使石灰水变浑浊FeFe2 2O O3 3+3CO=2Fe+3CO+3CO=2Fe+3CO2 2高温高温CO还原氧化铁的实验还原氧化铁的实验现象现象分析分析反应方反应方程式程式CO夺取夺取Fe2O3中的氧，生成中的氧，生成Fe和和CO2CO2 + Ca(O
4、H)2 = CaCO3+ H2O工业炼铁的原料工业炼铁的原料铁矿石、焦炭、石灰石铁矿石、焦炭、石灰石工业炼铁的原理工业炼铁的原理把铁矿石、焦炭、石灰石一起加入把铁矿石、焦炭、石灰石一起加入高炉，高温下焦碳和氧气反应生成高炉，高温下焦碳和氧气反应生成COCO，COCO夺取夺取Fe2O3中的氧元素，生成中的氧元素，生成铁。铁。工业炼铁的设备工业炼铁的设备 -高炉高炉C+OC+O2 2= =COCO2 2点燃点燃高温高温FeFe2 2O O3 3 + 3CO = 2Fe + 3CO+ 3CO = 2Fe + 3CO2 2高温高温在在实际生产时实际生产时, ,所用的原料或产物一般都含有所用的原料或产物
5、一般都含有杂质杂质, ,在在计算用料时和产量时计算用料时和产量时, ,应考虑到杂质问题应考虑到杂质问题例例: : 用用1000t1000t含含FeFe2 2O O3 3 8080的赤铁矿石的赤铁矿石, ,理论上理论上可以炼出含可以炼出含Fe 96 Fe 96 的生铁多少的生铁多少t t ？解：解：FeFe2 2O O3 3 + 3CO = 2Fe + 3CO+ 3CO = 2Fe + 3CO2 2高温高温设：设：1000t 80的赤铁矿能炼出含铁的赤铁矿能炼出含铁96的生铁的生铁X t1601121000 80 t96 X t1121601000 80 =96 X X=583答：可以炼出含答：
6、可以炼出含Fe 96 的生铁的生铁583t。人们每年向自然界索取大量金属矿物资源，但每年因腐蚀人们每年向自然界索取大量金属矿物资源，但每年因腐蚀而报废的金属设备材料占世界年产量的而报废的金属设备材料占世界年产量的202040！如何防锈如何防锈？二、金属资源的保护二、金属资源的保护1 1、金属的腐蚀和防护、金属的腐蚀和防护蒸馏水蒸馏水植物油植物油 干燥的试管（可加干燥剂） A B C现象：现象：A -生锈生锈 B-不生锈不生锈 C-不生锈不生锈结论：结论：铁生锈需要铁生锈需要-水、空气（氧气）水、空气（氧气） 是铁与空气中的氧气是铁与空气中的氧气. .水蒸气等水蒸气等发生化学反应的过程。发生化学
7、反应的过程。铁锈（铁锈（主要成分主要成分Fe2O3xH2O）是复杂的是复杂的混合物混合物。铁生锈的实质铁生锈的实质：铁锈的成份：铁锈的成份：某些金属与氧反应生成某些金属与氧反应生成致密的氧化薄膜致密的氧化薄膜，如铝、锌、锡等。，如铝、锌、锡等。怎样防止铁制品生锈怎样防止铁制品生锈加一层保护膜加一层保护膜如刷油漆、涂油、电镀、生成致密的氧化膜如刷油漆、涂油、电镀、生成致密的氧化膜在铁中加入其它金属改变其内部结构在铁中加入其它金属改变其内部结构如：制成不锈钢如：制成不锈钢隔绝空气或氧气隔绝空气或氧气 隔绝水隔绝水措施措施思考思考：自行车的各部件支架、链条、钢圈等分别采取：自行车的各部件支架、链条、
8、钢圈等分别采取了什么防锈措施？了什么防锈措施？2.金属资源保护金属消耗越来越大，而矿物属于金属消耗越来越大，而矿物属于不可再生的资源不可再生的资源。1 1、防止金属的腐蚀、防止金属的腐蚀2 2、金属的回收与利用、金属的回收与利用3 3、有计划、有计划, ,合理地开采矿物合理地开采矿物怎样保护金属资源保护呢？怎样保护金属资源保护呢？4、寻找金属替代品、寻找金属替代品练习练习2 2、要完成、要完成FeFeFeSOFeSO4 4的转化，可以让铁和的转化，可以让铁和_或或_发生反应。发生反应。1 1、盛在油罐车内的石油产品振荡时可产生静电，容易、盛在油罐车内的石油产品振荡时可产生静电，容易引起火灾，所
9、以油罐车尾部有一条拖地的铁链，引起火灾，所以油罐车尾部有一条拖地的铁链， 是利是利用了铁具有用了铁具有 _ _ 的性质。的性质。 3 3、在下列条件下，铁最容易生锈的是（、在下列条件下，铁最容易生锈的是（ ） A.A.有氧气存在有氧气存在 B.B.有水存在有水存在 C.C.在潮湿空气中在潮湿空气中 D.D.表面有油污表面有油污4、下列有关使用铁器时的注意事项中，不正确的是（、下列有关使用铁器时的注意事项中，不正确的是（ ） A.避免接触干燥的空气避免接触干燥的空气 B.能盛放盐酸能盛放盐酸C.不能盛放硫酸铜溶液不能盛放硫酸铜溶液 D.避免接触潮湿空气避免接触潮湿空气能导电能导电H2SO4CuSO4CB
