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1、铁生锈.flv第八单元 金属和金属材料课题3 金属资源的利用和保护一一.金属元素在自然界中的存在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金属元素在自然界中分布很广，大多数大多数以以化合化合物物的形式存在的形式存在;极极少数少数不活泼的金属（如不活泼的金属（如金、银金、银等）等）有有单质形式单质形式存在；存在；赤铁矿赤铁矿黄铁矿黄铁矿FeSFeSFeSFeS2 2菱铁矿菱铁矿FeCOFeCOFeCOFeCO3 3 3 3黄铜矿黄铜矿辉铜矿辉铜矿Fe2O3矿石矿石:含含有矿物的有矿物的岩石岩石磁磁铁矿铁矿( (FeFe3 3O O4 4） 孔雀石孔雀石 Cu2(OH)2CO3赤铜矿赤铜
2、矿 Cu2O铝铝士士矿矿 我国是世界上已知矿物种类我国是世界上已知矿物种类比较齐全比较齐全的少数的少数国家这一，矿物储量也很丰富，其中国家这一，矿物储量也很丰富，其中钨、钼、钨、钼、钛、锡、锑钛、锡、锑等储量居世界前列，等储量居世界前列，铜、铝、锰铜、铝、锰等等储量在世界观上也占有重要志地位。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大自然向人类提供了丰富的金属矿物资源金属矿物资源，人类每年要提炼数以人类每年要提炼数以亿吨计的金属亿吨计的金属用于工农业用于工农业生产和其它领域。其中，生产和其它领域。其中，提取量最大的是提取量最大的是铁铁。二二.铁的冶炼铁的冶炼为纪念为纪念199
3、6年中国钢产产量突破年中国钢产产量突破1亿吨而发行的邮票亿吨而发行的邮票上海宝山钢铁公司炼铁高炉上海宝山钢铁公司炼铁高炉一氧化碳还原氧化铜一氧化碳还原氧化铜现现象：象：实验室实验室一一氧化碳还原氧化铁氧化碳还原氧化铁相关的化学方程式：相关的化学方程式：相关的化学方程式：相关的化学方程式：Fe2O3 + 3CO 2Fe + 3CO2CO2 + Ca(OH)2 CaCO3 + H2O2CO + O2 2CO2点燃点燃点燃点燃高温高温高温高温（1）红色）红色粉末变成粉末变成黑色黑色，（2）澄清的石灰水变浑浊。）澄清的石灰水变浑浊。（3）点燃尾气有点燃尾气有蓝色蓝色火焰火焰操作操作实验步骤：实验步骤：
4、1、检查装置气密性、检查装置气密性2、将适量的氧化铁装入试管并固定装置、将适量的氧化铁装入试管并固定装置3、点燃右边点燃右边酒精灯酒精灯4、通入一氧化碳通入一氧化碳气体气体5、点燃酒精喷灯给氧化铁加热、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、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、待玻璃管内固体冷却后停止通入一氧化碳停止通入一氧化碳，然后，然后熄灭右边熄灭右边酒精灯酒精灯实验前要先通实验前要先通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，停止加热时要继续与空气
5、混合发生爆炸；实验完毕后，停止加热时要继续通通CO至玻璃管内固体冷却，防止高温下的生成物铁与空气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。接触而被氧化，同时还可防止石灰水倒吸。1、原料：、原料：黄铁矿黄铁矿 FeS2赤铁矿赤铁矿 Fe2O3菱铁矿菱铁矿 FeCO3磁铁矿磁铁矿 Fe3O42、原理：、原理：在高温下，利用焦炭与氧气反应生成在高温下，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的一氧化碳把铁从铁矿石中还原出来Fe2O3+3CO 2Fe+3CO2高温高温石灰石、石灰石、铁矿石铁矿石焦炭、空气焦炭、空气3 3 3 3、设备：高炉、设备
6、：高炉、设备：高炉、设备：高炉化学方程式：化学方程式：70%70%48.27%48.27%46.67%46.67%72.41%72.41%含铁量含铁量含铁量含铁量 据有关资料报导，现在全世界每年被腐据有关资料报导，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蚀而报废的金属设备和材料相当于年产量的20%40%铁的最大的弱点就是容易生绣铁的最大的弱点就是容易生绣三三.金属资源保护金属资源保护1.金属的腐蚀和防护金属的腐蚀和防护铁轨的锈蚀铁轨的锈蚀铁钉的生锈铁钉的生锈各种铁制品的锈蚀各种铁制品的锈蚀 为了减少损失，为了减少损失，需要探究需要探究金属锈金属锈蚀的原因蚀的原因、防护防护的方法
7、的方法和和废金属废金属的回收利用的回收利用金属锈蚀给人类金属锈蚀给人类带来了巨大的损带来了巨大的损失。失。实验探究实验探究：实验用品：刚洗干净的三只试管、3枚铁钉、植物油、蒸馏水、镊子、胶塞、试管夹、酒精灯、火柴。请同学们设计实验。铁生锈的条件：与氧气（或空气）接触与水接触其它影响因素：温度、盐等实验：探究铁生锈的条件在空中在空中锈蚀，实际上是锈蚀，实际上是铁铁跟跟氧气氧气、水水等物等物质相互作用，发生一系列复杂的质相互作用，发生一系列复杂的化学变化化学变化，使铁转化为使铁转化为铁的化合物铁的化合物的过程。的过程。因此，铁与空气接触，又有水分时，最易因此，铁与空气接触，又有水分时，最易生锈！生
8、锈！铁锈成分复杂，主要是铁锈成分复杂，主要是FeFe2 2O O3 3XHXH2 2O O它它是一种疏松多孔的物质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，直至铁被的空隙，不断向里层渗透，继续跟铁反应，直至铁被完全锈蚀。完全锈蚀。 氧化铁与铝壶表面的氧化铝膜性质比较氧化铁与铝壶表面的氧化铝膜性质比较 铁锈铁锈 (e23)氧化铝氧化铝 (Al2O3)结构特点结构特点若不除去结果若不除去结果疏松多孔疏松多孔完全锈蚀完全锈蚀致密结实致密结实使铝使铝“自我保自我保护护”怎么防止钢铁生锈呢？怎么防止钢铁
9、生锈呢？在在车车船船的的表表面面喷喷油油漆漆在机械表面涂防锈油在机械表面涂防锈油在面盆、杯子、在面盆、杯子、等表面烧涂搪瓷等表面烧涂搪瓷此外，还可以在钢此外，还可以在钢铁表面镀上一层能铁表面镀上一层能起保护作用的其他起保护作用的其他金属。金属。如：在钢铁表面镀如：在钢铁表面镀锡、镀锌、和镀铬锡、镀锌、和镀铬镀铜镀铜金属防腐蚀的方法：改变金属的内部结构改变金属的内部结构制成合金，如不锈钢制成合金，如不锈钢制成合金，如不锈钢制成合金，如不锈钢形成形成保护层保护层刷油漆、涂油、烧制搪瓷（物理方法）刷油漆、涂油、烧制搪瓷（物理方法）刷油漆、涂油、烧制搪瓷（物理方法）刷油漆、涂油、烧制搪瓷（物理方法）电
10、镀上一层耐腐蚀的金属（镀铬、锌、锡）、通电镀上一层耐腐蚀的金属（镀铬、锌、锡）、通电镀上一层耐腐蚀的金属（镀铬、锌、锡）、通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过化学反应使表面形成致密的氧化物薄膜等过化学反应使表面形成致密的氧化物薄膜等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改善腐蚀环境等等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（1)1)隔绝空气或氧气隔绝空气或氧气 (2)(2)隔绝水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？刷油漆刷油漆涂油涂油镀铬镀铬保护
11、金属资源的方法：防止金属的腐蚀回收利用废旧金属有计划、合理地开采矿物寻找金属的代用品等梳理整合 本节课你学会了 哪些知识？一、铁的冶炼 1、实验室中（1）原理：_（2）现象：现象：_ 用酒精灯点燃尾气的作用是：用酒精灯点燃尾气的作用是：_2、工业上、工业上（1）原理：）原理：（2）原料：）原料：二、铁的锈蚀 （1）防止铁生锈的条件是:_铁锈的主要成分 （2）防止铁制品生锈的措施： : _ _ _ _ （3）铁锈很_，不能阻碍里层的铁继续与_反应，因此铁制品可以全部全部被锈 蚀。因而铁锈应及时除去。（4）铝与氧气反应生成的_氧化铝薄膜，从而_ ，因此，铝具有很好 的抗腐蚀性能抗腐蚀性能。三、金属
12、资源的保护和利用: 保护金属资源的途径：_一、铁的冶炼1、实验室中 （1）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里还原出来。 3CO Fe2O3 2Fe 3CO2 （2）现象：现象：红色红色粉末变成粉末变成黑色黑色，澄清的石灰水变浑浊。用酒精灯点燃尾气，澄清的石灰水变浑浊。用酒精灯点燃尾气的作用是：防止一氧化碳的作用是：防止一氧化碳污染空气污染空气2、工业上（1）原料：石灰石、铁矿石、焦炭、空气(2)原理：_2、铁的锈蚀 （1）防止铁生锈的条件是：（1)隔绝空气或氧气隔绝空气或氧气 (2)隔绝水隔绝水铁锈的主要成分是氧化铁氧化铁 Fe2O3（红棕色） （2）防止铁制品生锈
13、的措施： 保持铁制品表面的清洁、干燥清洁、干燥 表面涂保护膜保护膜：如涂油、刷漆、电镀、烤蓝等 制成不锈钢 （3）铁锈很疏松，疏松，不能阻碍里层的铁继续与氧气、水蒸气反应，因此铁制品可以全部全部被锈 蚀。因而铁锈应及时除去。（4）而铝与氧气反应生成致密致密的氧化铝薄膜，从而阻止铝进一步氧化，因此，铝具有很好 的抗腐蚀性能抗腐蚀性能。3、金属资源的保护和利用: 保护金属资源的途径：防止金属腐蚀 回收利用废旧金属 合理开采矿物 寻找金属的代用高温思考：思考：根据铜绿的化学式根据铜绿的化学式Cu2(OH)2CO3分分析铜生锈的条件又是什么？析铜生锈的条件又是什么？与氧气、水和二氧化碳接触铁在空气中锈
14、蚀，实际上是在空气中锈蚀，实际上是铁铁跟跟氧气氧气、水水等等物质相互作用，发生一系列复杂的物质相互作用，发生一系列复杂的化学变化学变化化，使铁转化为，使铁转化为铁的化合物铁的化合物的过程的过程诊断补偿，点击中考诊断补偿，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（ ）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、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
15、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。CC诊断补偿，点击中考诊断补偿，点击中考3、（2006益阳）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。4、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。5、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。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 7CAB谢 谢
