课题3金属资源的利用和保护要点讲解.ppt

人类生活离不开金属 金属元素在地壳中的含量 元素名称 质量分数/% 元素名称 质量分数/% 铝（Al） 7.73 镁（Mg） 2.00 铁（Fe） 4.75 锌（Zn） 0.008 钙（Ca） 3.45 铜（Cu） 0.007 钠（Na） 2.74 银（Ag） 0.00001 钾（K ） 2.47 金（Au） 0.0000005 金属元素在自然界中的存在形式（1） 单质：少数化学性质很不活泼的金属，如金、银等 自然界以单质形式存在的金 自然界以单质形式存在的银 化合物：大多数化学性质较活泼的金属，如铁、锌、钠和钙等 氯化钠NaCl 孔雀石(Cu2(OH)2CO3 ) 赤铁矿 主要成分Fe2O3 菱铁矿 主要成分FeCO3 矿石:工业上把能用来提炼金属的矿物。 磁铁矿 主要成分Fe3O4 铁矿石 铝土矿 主要成分Al2O3 黄铜矿 主要成分CuFeS2 辉铜矿主要成分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和其它领域。其中，提取量最大的是铁。 一、铁的冶炼 一、铁的冶炼 1、原料： 焦炭、石灰石、铁矿石 赤铁矿 Fe2O3 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 Fe2O3+3CO 2Fe+3CO2 高温 一、铁的冶炼 Fe2O3 + CO === Fe + CO2 高温 3 2 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 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 一.铁的冶炼 铁矿石 焦炭 热空气 炉渣出口 生铁出口 石灰石 高炉炼铁图： 工业上 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、将燃烧生成的CO2还原成CO 资料一：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与年产量的20%----40% 。 资料二：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、可供开采的年限如课本图所示（不包括今后新探明的矿物储量，一些国家的金属储备和金属的回收利用等）。 二.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 金属锈蚀给人类带来了巨大的损失。 结论：铁制品锈蚀的过程，实际上是铁与空气中的氧气、水蒸气等发生化学反应的过程，属于缓慢氧化反应。 图8－23 铁锈蚀的主要条件的探究 1、铁制品锈蚀的条件 铁制品锈蚀的过程，实际上是 铁跟氧气、水蒸气等发生化学反应 的过程。 铁锈成分复杂，主要是Fe2O3·XH2O它是一种疏松多孔的物质 Fe2O3 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。 铁锈与铝壶表面的氧化铝薄膜性质比较 铁锈 (Ｆe2Ｏ3) 氧化铝 (Al2O3) 结构特点 若不除去结果 疏松多孔 完全锈蚀 致密结实 使铝“自我保护” 与氧气接触 与水接触 金属防腐蚀的原理： 1、保持铁制品表面干燥和洁净 2、涂上一层保护膜 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 3、改变金属内部结构，制成合金。如不锈钢 （1)隔绝空气或氧气 (2)隔绝水 怎么防止钢铁生锈呢？ 在车船的表面喷油漆 在机械表面涂油 在面盆、杯子、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 镀铬 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 1、防止金属的腐蚀， 2、金属的回收利用， 3、合理地开采矿物， 4、寻找金属的代用品。 2、怎样保护金属资源？ 　　　　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