第八单元_课题三_金属资源的利用和保护2讲述.ppt

人类生活离不开金属 金属有广泛的用途，对于人类社会起着不可替代的作用! 军事与科技也需要大量的金属 一.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，极少数不活泼的金属（如金、银等）有单质形式存在； 图5—2 地壳中金属的百分含量 含有矿物的岩石称为矿石。铁矿石等都是常见的矿石 其余大多数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。 元素名称 质量分数/％ 元素名称 质量分数/％ 铝 7.73 镁 2.00 铁 4.75 锌 0.008 钙 3.45 铜 0.007 钠 2.74 银 0.00001 钾 2.47 金 0.0000005 赤铁矿 黄铁矿FeS2 菱铁矿FeCO3 铝士矿 黄铜矿 辉铜矿 Fe2O3 常见几种金属矿物的成分 孔雀石 Cu2(OH)2CO3 赤铜矿 Cu2O 磁铁矿（主要成分Fe3O4） 罕见的铜矿石 毛赤铜矿(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。 二.铁的冶炼 为纪念1996年中国钢产产量突破1亿吨而发行的邮票 上海宝山钢铁公司炼铁高炉 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 实验步骤： 1、检查装置气密性 2、将适量的氧化铁装入试管并固定装置 3、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 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、原料： 黄铁矿 FeS2 赤铁矿 Fe2O3 菱铁矿 FeCO3 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 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 高炉是个竖直的圆筒形炉子，炉壳用钢板制成，内部用耐火砖作衬里。炼铁的主要原料是铁矿石、焦炭、石灰石和空气。 高温下，用还原剂（主要是一氧化碳）从铁矿石里把铁还原出来 工业上 铁矿石 焦炭 热空气 炉渣出口 生铁出口 石灰石 高炉炼铁图： 炼铁时各物质的作用： 石灰石：把杂质转化为炉渣 焦炭：燃烧放热提高炉温，并将生成的CO2还原为具有还原性的CO，因此在炼铁高炉中起主要作用的还原剂是CO，优点是气体还原剂具有流动性，能与矿石充分接触，使反应更彻底。 炼钢和炼铁的比较 生铁冶炼 炼钢 原料 铁矿石、焦炭、空气、石灰石 生铁、废钢 原理 在高温下，用一氧化碳从铁的氧化物中将铁还原出来。 Fe2O3+3CO 2Fe+3CO2 用氧气或铁的氧化物除去生铁中多余的碳元素 主要 设备 高炉 转炉、平炉、电炉 产品 生铁 钢 高温 例3：用1000t含氧化铁80%的赤铁矿石，理论上可以炼出含铁96%的生铁多少吨？ 练习：要炼出含杂质2%的生铁3200吨，需要含氧化铁质量分数为80%的赤铁矿石多少吨？ 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20%——40% 钢铁的最大的弱点就是容易生绣 三.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 为了减少损失，需要探究金属锈蚀的原因、防护的方法和废金属的回收利用 金属锈蚀给人类带来了巨大的损失。 实验：探究铁生锈的条件 一周后 铁钉沾了酸液: 铁钉严重锈蚀 铁钉浸没一半的在食盐水中：浸没在食盐水中的铁钉几乎全部生锈 铁钉浸没一半在水中： 铁在空气、水的界面处生锈 铁钉完全浸没在水中（上面还加植物油）： 铁未生锈 铁钉放在干燥的空气中（加干燥剂等）： 铁未生锈 1．铁生锈是铁与氧气、水等物质相互作用。（缓慢氧化,放热） 2.在有酸性和盐条件下会加快生锈速率 3．铁锈（混合物）的主要成分是氧化铁Fe2O3 .