1、课题 4 珍惜和保护金属资源 为什么要保护金属资源？ 金属资源保护 保护金属资源的原因： 每年大量开采 (数以亿吨计 ) 每年大量的金属被腐蚀 (相当于年产量的 20%40%) 1.金属的腐蚀和防护 人们采取了许多措施，但每年全世界因生锈而损失的钢铁约 占世界年产量的 四分之一！ 如何防锈？ a.在干燥空气中 b.浸没在水中 c.半截浸没在水中 铁的生锈过程 哪种条件下 ,铁最易生锈 ?为什么 ? 不生锈 (有水无 O2) 不生锈 (有 O2无水 ) 在水与空气的交界面最易生锈 植物油 a b c 请思考： 用橡皮塞塞紧管口 (有水和 2) 铁与空气中的 氧气、水蒸气 发生化学反应。 铁锈的成
2、份很复杂 ,主要为氧化铁 Fe2O3 XH2O。 (Fe2O3 XH2O很疏松，易吸水，不能阻碍里层的铁继续与氧气、水蒸气反应，如不及时除去，会加快铁制品的生锈，使铁全部被腐蚀。 而铝不同，铝与氧气反应生成致密的 Al2O3薄膜，覆盖在铝的表面，从而保护里层的铝不再与氧气反应，所以铝耐腐蚀。 ) 铁生锈的条件： 要有能够发生反应的物质 (Fe、 H2O、 O2)； 铁制品锈蚀的条件 : 反应物要能相互接触； 生成物不会对反应起阻碍作用 。 4Fe+3O2+2XH2O=2Fe2O3 XH2O (缓慢氧化 ) 防止铁生锈的方法 (破坏 铁生锈的条件即可 )： 1.保持铁制品表面的洁净和干燥。 2.
3、在铁制品表面涂油、刷漆、搪瓷、镀上 耐腐蚀的金属、烤蓝（ 即表面生成致密的氧化膜保护层 ），使铁制品与空气隔绝。 3.制成耐腐蚀的合金， 如不锈钢，就是在钢中加入一点镍和铬而制成的合金。 三角架： 钢线 (辐条）： 链条： 刷漆 镀一层耐腐蚀的金属 涂油等 平时要保持自行车的洁净与干燥（或涂油）！ 自行车防锈措施有哪些？ 讨论： 钢圈： 图 8-25 据估计一些矿物可供开采的年限 2.金属资源保护 为什么要保护金属资源？ 矿物的储量是有限的，而且不能再生。 2、怎样保护金属资源呢 ? 防止金属的腐蚀。 金属的回收与利用。 有计划 ,合理地开采矿物 ,严禁不顾国家利益的乱采矿。 寻找金属代用品。
4、如以塑代钢。 图 8-26 金属的回收利用 回收一个铝制的易拉罐比制造一个新的铝制的易拉罐要便宜 20%，而且还可以节约金属资源和 95%能源。目前世界上有 50%以上的铁和 90%以上的金得到回收利用。 反馈练习 1.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 2.某运输用铁船，在水中行驶，最易生锈的部位是 ( ) C B A.水面上的船头部分 B.水面附近的船体部分 C.水面下的船底部分 D.各部分都一样速度生锈 3.日常生活中的一些铁制品经常会被锈蚀。 下列做法中不能起防锈作
5、用的是（ ） 在铁制品表面镀锌 在铁制品表面涂油脂 保留铁件表面的铁锈作保护层 在铁器表面刷油漆 自行车脏了用清水冲洗 用废酸液冲洗铁制污水管道 切完咸菜后，尽快将菜刀洗净擦干 A. B. C. D. B 4.全世界每年因生锈损失的钢铁约占世界 钢铁年产量的 1/4。某学生想探究铁生锈的条件，他将 干净的铁钉分别同时入放 A、 B、 C三支试管中进行研究。 请你帮助该学生完成下列实验设计的内容： 编号 操作方法 实验目的 A 探究铁在干燥空气中的生锈情况 B 放入铁钉，注入蒸馏水浸没铁钉，并用植物油液封 C 探究铁在有空气和水时的生锈情况 加热烘干试管，小心放入铁钉，塞上塞子 探究铁在有水而无
6、空气 （氧气）时的生锈情况 小心放入铁钉，注入蒸馏水，使铁钉部分浸入水中 一周后，编号为 _的试管中的铁钉最易生锈。 用相同材料制作，经过相同时间防锈处理的铁栏杆，安装在南方比安装在北方更易生锈，其原因是 _。 C 南方比北方天气潮湿，铁更易生锈 A B C 铁在干燥空气中 铁在有水而无空气（氧气）时 铁在有空气和水时 用植物油液封 用橡皮塞塞紧管口 4.某课外兴趣小组对一批铁样品（含有杂质，杂质不溶于水，也不与稀硫酸反应）进行分析，甲、乙、丙三位同学分别进行实验，其中只有一位同学所取用的稀硫酸与铁样品恰好完全反应。实验数据如下表： 请你认真分析数据，回答下列问题： 哪位同学所取用的稀硫酸与铁
7、样品恰好完全反应； 计算样品中铁的质量分数； 若生产 1000 t这种纯度的铁，至 少 需要含氧化铁(Fe2O3)80%的赤铁矿多少吨？ 甲 乙 丙 烧杯稀硫酸 200g 150g 150g 加入的铁样品 9g 9g 14g 充分反应后，烧杯剩余物 208.7g 158.7g 163.7g 改正： (烧杯的质量为 25.4g；计算结果精确到 0.1%) 解： 分析表中数据可知，甲、乙、丙三人的实验生成气的质量都是 0.3g(如甲为 200g+9g-208.7g 0.3g),即各人的实验中都有一种反应物完全反应。由甲、乙数据可知， 9g铁样品中的铁完全反应，甲中的酸过量 。由乙、丙数据可知， (
8、150g 25.4g) 124.6g的稀硫酸中的 H2SO4完全反应， 丙中的金属过量 。综合分析可知 乙同学所取用的稀硫酸与铁样品恰好完全反应。 甲 乙 丙 烧杯稀硫酸 200g 150g 150g 加入的铁样品 9g 9g 14g 充分反应后，烧杯剩余物 208.7g 158.7g 163.7g 解： 乙反应生成氢气的质量为 150g+9g-158.7g 0.3g。 设 Fe的质量为 X。 Fe + H2SO4 = FeSO4 + H2 56 2 X 0.3g 则 Fe% 8.4g 9g 100%=93.3% 计算样品中铁的质量分数； 答：样品中铁的质量分数为 93.3%。 56 X 2
9、0.3g = X=8.4g 若生产 1000 t这种纯度的铁，至 少 需要含氧化铁 (Fe2O3)80%的赤铁矿多少吨？ 解：需要含氧化铁 80%的赤铁矿的质量为 Y。 1000 t这种纯度的铁含纯铁的质量为 1000t 93.3% 930t。 3CO+ Fe2O3 2Fe + 3CO2 = 高温 160 112 Y 80% 930t 160:112=Y 80%: 930t Y=1666.1t 答： 生产 1000 t这种纯度的铁，至 少 需要含氧化铁 (Fe2O3)80%的赤铁矿为 1666.1t。 3CO+ Fe2O3 2Fe + 3CO2 ； = 高温 1.把铁矿石冶炼成铁是一个复杂的过
10、程，其主要反应原理是在高温条件下 CO作还原剂，夺取 铁矿石里的氧， 将铁还原出来。 2.在实际生产时 ,所用的原料或产物一般都含有杂质 ,在计算用料时和产量时 ,应考虑到杂质问题。 3.铁生锈的条件是 铁与空气中的氧气、水 (或水蒸气 )直接接触，如果隔绝了空气和水，就能在一定程度上防止钢铁生锈。 在铁表面涂油、刷漆、镀上耐磨和 耐腐蚀的铬及制造耐腐蚀的合金，如不锈钢等，就能防止钢铁生锈。 4. 保护金属资源的有效途径是防止金属的腐蚀、回收与利用废旧金属、合理有效地地开采矿物 ,以及寻找金属代用品等。 列比例时，一定要用纯量。 m(纯 ) = m(不纯 ) 纯度 4Fe+3O2+2XH2O=2Fe2O3 XH2O
