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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 金属资源的利用和保护金属资源的利用和保护北屯中学：丁淑梅一、一、金属的存在形式金属的存在形式自然界以单质形式存在的金自然界以单质形式存在的银 多数以化合物形式存在（如各种矿石中）多数以化合物形式存在（如各种矿石中）少数以单质形式出现（如金、银等）少数以单质形式出现（如金、银等）二、常二、常见的金属矿石及其主要成分见的金属矿石及其主要成分铝土矿铝土矿辉辉铜矿（主要铜矿（主要成分成分Cu2S）辰砂辰砂(主要成分HgS) 铝土矿（主要成分铝土矿（主要成分Al2O3）黄铜矿（主要成分黄铜矿（主要成分CuFeS2）常见的金属矿石及其主要成分常见的
2、金属矿石及其主要成分赤赤铁矿（主要铁矿（主要成分成分Fe2O3）黄黄铁矿（主要铁矿（主要成分成分FeS2）菱菱铁矿铁矿(主要成分主要成分是是FeCO3)磁磁铁矿（主要铁矿（主要成分成分Fe3O4）一氧化碳还原氧化铁的实验一氧化碳还原氧化铁的实验实验药品：一氧化碳气体、氧化铁粉末、澄清石灰水一氧化碳气体、氧化铁粉末、澄清石灰水实验装置：实验装置：实验步骤：检查装置的气密性；检查装置的气密性；装入药品并固定装入药品并固定; ; 向硬质玻璃管内通向硬质玻璃管内通COCO气体气体; ;点燃酒精喷灯给氧化铁加热；点燃酒精喷灯给氧化铁加热；停止加热；停止加热；停止通停止通COCO实验现象： 红棕色粉末变为
3、黑色；澄清石灰水变浑浊红棕色粉末变为黑色；澄清石灰水变浑浊反应方程式： Fe2O3 + 3CO = 2Fe + 3CO2高温高温尾气处理：尾气中含有尾气中含有CO,CO有毒，不可随意排放到空气中有毒，不可随意排放到空气中实验装置：实验装置：三、铁的冶炼三、铁的冶炼实验注意事项：（1 1）实验开始时要先通入一氧化碳，以实验开始时要先通入一氧化碳，以排净玻璃管中的空气，避免加热时排净玻璃管中的空气，避免加热时发生爆发生爆炸。炸。（2 2）本实验对温度要求较高，应用本实验对温度要求较高，应用酒精喷灯作热源，酒精喷灯作热源，如果只有酒精灯，则如果只有酒精灯，则须套上网罩加须套上网罩加热。热。（3 3）
4、实验结束时应先停止加热，继续通入一氧化碳至冷却至室温，）实验结束时应先停止加热，继续通入一氧化碳至冷却至室温，防止高防止高温的铁被氧化温的铁被氧化。（4 4）由于一氧化碳有毒，不能直接排放到空气中，因此必须有尾气处理装）由于一氧化碳有毒，不能直接排放到空气中，因此必须有尾气处理装置，装置尾部的酒精灯所起的作用是点燃未反应的一氧化碳气体，置，装置尾部的酒精灯所起的作用是点燃未反应的一氧化碳气体，防止防止污染空气。污染空气。高炉高炉炼铁炼铁思考：工业炼铁的原料、原理、思考：工业炼铁的原料、原理、设备、产品是什么？设备、产品是什么？铁制品锈蚀的条铁制品锈蚀的条件探究件探究 现有洁净无锈的铁钉、试管、
5、经煮沸迅速冷却的现有洁净无锈的铁钉、试管、经煮沸迅速冷却的蒸馏水、植物油、干燥的空气、棉花、干燥剂设计蒸馏水、植物油、干燥的空气、棉花、干燥剂设计如下实验以探究如下实验以探究铁制品锈蚀的条件铁制品锈蚀的条件。试管试管：半根铁钉浸入蒸馏水中，试管敞口：半根铁钉浸入蒸馏水中，试管敞口：半根铁钉浸入蒸馏水中，试管敞口：半根铁钉浸入蒸馏水中，试管敞口；试管试管试管试管：铁钉全部没入蒸馏水中：铁钉全部没入蒸馏水中：铁钉全部没入蒸馏水中：铁钉全部没入蒸馏水中，水面上方加入植物油；水面上方加入植物油；水面上方加入植物油；水面上方加入植物油；试管试管试管试管：铁钉置于干燥空气中，试管密封：铁钉置于干燥空气中，
6、试管密封：铁钉置于干燥空气中，试管密封：铁钉置于干燥空气中，试管密封； 铁制品锈蚀条件的探究铁制品锈蚀条件的探究现象现象现象现象分析分析分析分析结论结论结论结论试管试管试管试管试管试管试管试管试管试管试管试管生锈生锈生锈生锈不生锈不生锈不生锈不生锈不生锈不生锈不生锈不生锈铁既与水接触，铁既与水接触，铁既与水接触，铁既与水接触，又与氧气接触又与氧气接触又与氧气接触又与氧气接触铁只与水接触铁只与水接触铁只与水接触铁只与水接触铁只与氧气接触铁只与氧气接触铁只与氧气接触铁只与氧气接触在水、在水、在水、在水、氧气同氧气同氧气同氧气同时存在时存在时存在时存在的环境的环境的环境的环境中铁能中铁能中铁能中铁能
7、生锈生锈生锈生锈四、金四、金属资源保护属资源保护1.金属的腐蚀和防护金属的腐蚀和防护（1）铁制品锈蚀主要条件）铁制品锈蚀主要条件与与与与氧气和氧气和氧气和氧气和水（水蒸气）直接接触水（水蒸气）直接接触水（水蒸气）直接接触水（水蒸气）直接接触 （铁锈的主要成分是（铁锈的主要成分是（铁锈的主要成分是（铁锈的主要成分是FeFe2 2OO3 3 ）（2）防止铁制品锈蚀的原理防止铁制品锈蚀的原理 破破破破坏铁制品锈蚀的坏铁制品锈蚀的坏铁制品锈蚀的坏铁制品锈蚀的条条条条件之一即可件之一即可件之一即可件之一即可隔绝空气隔绝空气隔绝空气隔绝空气隔绝水隔绝水隔绝水隔绝水1.在实际生活和生产中我们应该采取哪些在实
8、际生活和生产中我们应该采取哪些具体方法具体方法来防止铁制品生锈呢？来防止铁制品生锈呢？v 保持铁制品表面干燥和洁净保持铁制品表面干燥和洁净保持铁制品表面干燥和洁净保持铁制品表面干燥和洁净v 在铁制品表面涂一层保护膜如：刷油漆、在铁制品表面涂一层保护膜如：刷油漆、在铁制品表面涂一层保护膜如：刷油漆、在铁制品表面涂一层保护膜如：刷油漆、涂油、镀上一层耐磨、耐腐蚀的金属铬、高涂油、镀上一层耐磨、耐腐蚀的金属铬、高涂油、镀上一层耐磨、耐腐蚀的金属铬、高涂油、镀上一层耐磨、耐腐蚀的金属铬、高温灼烧金属，进行温灼烧金属，进行温灼烧金属，进行温灼烧金属，进行“ “烤蓝烤蓝烤蓝烤蓝” ”处理等处理等处理等处理
9、等v 制成耐腐蚀的合金，如不锈钢制成耐腐蚀的合金，如不锈钢制成耐腐蚀的合金，如不锈钢制成耐腐蚀的合金，如不锈钢讨论：讨论：讨论讨论2.自行车的构件如支架、链条、钢圈等，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？分别采取了什么防锈措施？答：刷漆、涂油、镀铬等答：刷漆、涂油、镀铬等据估算，回收一个铝制饮料罐比制造一个新饮料罐据估算，回收一个铝制饮料罐比制造一个新饮料罐据估算，回收一个铝制饮料罐比制造一个新饮料罐据估算，回收一个铝制饮料罐比制造一个新饮料罐要便宜要便宜要便宜要便宜20%20%20%20%，而且还可节约金属资源和，而且还可节约金属资源和，而且还可节约金属资源和，而且还可
10、节约金属资源和95%95%95%95%的能源。的能源。的能源。的能源。1t1t1t1t废废废废钢铁回炉冶炼可炼成近钢铁回炉冶炼可炼成近钢铁回炉冶炼可炼成近钢铁回炉冶炼可炼成近1t1t1t1t的钢，跟用铁矿石冶炼比，能的钢，跟用铁矿石冶炼比，能的钢，跟用铁矿石冶炼比，能的钢，跟用铁矿石冶炼比，能节约节约节约节约11t11t11t11t煤和铁矿石，减少污染空气的悬浮微粒煤和铁矿石，减少污染空气的悬浮微粒煤和铁矿石，减少污染空气的悬浮微粒煤和铁矿石，减少污染空气的悬浮微粒11kg11kg11kg11kg。目前世界上已有目前世界上已有目前世界上已有目前世界上已有50%50%50%50%以上的铁的以上的
11、铁的以上的铁的以上的铁的90%90%90%90%以上的金得到了回收以上的金得到了回收以上的金得到了回收以上的金得到了回收利用。利用。利用。利用。废旧金属的回收利用还可以减少对环境的污染。例废旧金属的回收利用还可以减少对环境的污染。例废旧金属的回收利用还可以减少对环境的污染。例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，汞如，废旧电池中含有汞等，如果废旧电池随意丢弃，汞如，废旧电池中含有汞等，如果废旧电池随意丢弃，汞如，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。如等渗出会造成地下水和土壤的污染，威胁人类
12、健康。如等渗出会造成地下水和土壤的污染，威胁人类健康。如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，而且还可果将汞等回收利用，不仅可以节约金属资源，而且还可果将汞等回收利用，不仅可以节约金属资源，而且还可果将汞等回收利用，不仅可以节约金属资源，而且还可以减少对环境的污染。以减少对环境的污染。以减少对环境的污染。以减少对环境的污染。资料一：资料一：讨论讨论3、废品收购站废品收购站回收回收废铁、废铜和易拉罐废铁、废铜和易拉罐等金属等金属有有什么意义？什么意义？v 可节约金属资源可节约金属资源可节约金属资源可节约金属资源v 由于金属冶炼需在高温下进行，回收
13、废由于金属冶炼需在高温下进行，回收废由于金属冶炼需在高温下进行，回收废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弃金属并再利用可节约能源弃金属并再利用可节约能源弃金属并再利用可节约能源v 降低金属制品的生产成本，可方便人们降低金属制品的生产成本，可方便人们降低金属制品的生产成本，可方便人们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得到物美价廉的金属制品得到物美价廉的金属制品得到物美价廉的金属制品v 可减少金属对环境的污染可减少金属对环境的污染可减少金属对环境的污染可减少金属对环境的污染讨论讨论4.对于金属资源除了采取防止金属腐蚀对于金属资源除了采取防止金属腐蚀的措
14、施外，还可以通过哪些有效的的措施外，还可以通过哪些有效的途途径径来使金属资源得到保护呢？来使金属资源得到保护呢？（1）防止金属的腐蚀）防止金属的腐蚀（2）废旧金属的回收利用）废旧金属的回收利用（3）有计划、合理开采矿物）有计划、合理开采矿物（4）寻找金属的代用品）寻找金属的代用品例题例题：用用1000 t1000 t含氧化铁含氧化铁80%80%的赤铁矿石，理论上的赤铁矿石，理论上可以炼出含铁可以炼出含铁96%96%的生铁的生铁的质量是多少？的质量是多少？三、有关杂质的计算三、有关杂质的计算 工业炼铁是把铁矿石和焦炭等原工业炼铁是把铁矿石和焦炭等原料一起加入高炉，在高温下通入空料一起加入高炉，在高温下通入空气进行一系列反应把铁还原出来。气进行一系列反应把铁还原出来。（1 1）赤铁矿（主要成分为）赤铁矿（主要成分为FeFe2 2O O3 3）在）在高炉里反应生成单质铁的化学方程高炉里反应生成单质铁的化学方程式是式是_。（2 2）计算：）计算：5000 t5000 t含氧化铁含氧化铁8484的赤铁矿中，氧化铁的质量是的赤铁矿中，氧化铁的质量是_t_t；上述赤铁矿理论上可炼得含铁上述赤铁矿理论上可炼得含铁9898的生铁的生铁_t_t。
