1、课题3 金属资源的利用和保护,世界跨径最大的斜拉桥苏通大桥,苏通大桥总长8206米，斜拉桥主孔跨度1088米，列世界第一；主塔高度306米,列世界第一；斜拉索的长度580米,列世界第一。,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（如铂、金、银等）有单质形式存在；,图52 地壳中金属的百分含量,铝 7.73%,铁 4.75%,钙 3.45%,钠 2.74%,钾 2.47%,镁 2.00%,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
2、。金属化合物在自然界中以矿物的形式存在。,常见几种金属矿物的成分,磁铁矿,褐铁矿,赤铁矿,Fe3O4,Fe2O3XH2O,Fe2O3,孔雀石 Cu2(OH)2CO3,赤铜矿Cu2O,赤铁矿,黄铁矿,菱铁矿,铝士矿,黄铜矿,辉铜矿,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,现象：红色粉末变成黑色，产生气体使澄清的石灰水变浑浊。,一氧化碳还原氧化铁,高炉是个
3、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,补充：炼钢,视频：工业上生铁炼钢,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。,取3枚洁净无锈的铁钉，分别放入3支试管中进行下面的实验,步骤一、在试管1中加入少量的蒸馏水，使铁钉的一半浸没
4、在水中 步骤二、在试管2中注满迅速冷却的沸水塞紧橡皮塞 步骤三、在试管3中加入少量干燥剂（生石灰或无水氯化钙） 再放一团干棉球，把铁钉放在干棉球上，塞紧橡皮塞,铁,在空气中锈蚀，实际上是铁跟氧气、水等物质相互作用，发生一系列复杂的化学变化，使铁转化为铁的化合物的过程,铁锈成分复杂，主要是Fe2O3XH2O它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的空隙，不断向里层渗透，继续跟铁反应，直至铁被完全锈蚀。,在切过咸菜的铁质菜刀同一面上选相近的三处进行下列实验,一处：用湿棉球湿润； 一处：用干布檫干 一处：用干布檫干后，涂上一层食油；,放置一昼夜，观察菜刀三处表面发生的
5、变化,铁,铁锈,与空气（氧气）接触,与水接触,怎么防止钢铁生锈呢？,在车船的表面喷油漆,在机械表面涂防锈油,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。（为什么？） 如：在钢铁表面镀锡、镀锌、和镀铬,镀铜？,总结：防止钢铁制品生锈的方法：,铝比铁更容易跟氧气和其他物质发生化学反应。铝在空气中与氧气反应，生成的氧化铝形成一层致密而结实的膜覆盖在铝的表面，防止铝继续与氧气反应，从而起来“自我保护”的作用,（1)隔绝空气或氧气 (2)隔绝水,具体方法: 1.“穿外衣”加一层保护膜（如：刷油漆、涂油、电镀、致密的氧化膜） 2.“打强心针”在铁中加入其它金属改变其
6、内部结构，（如：制成不锈钢）,保持钢铁表面的清洁干燥。 镀金属保护层：如镀锡、镀锌、镀铬等；白铁皮镀锌，马口铁镀锡，钢圈镀铬、镍。 涂非金属保护层：如喷涂油漆、涂防锈油、在脸盆、杯子表面烧涂搪瓷、用橡胶或塑料包在钢铁表面。 形成氧化膜保护层：枪套上形成四氧化三铁、 锯条上的烤蓝。 在钢铁里加入金属或非金属形成耐腐蚀合金：如不锈钢（加Cr、Ni）,防止铁锈蚀的主要措施：,2.怎样保护金属资源呢?,一.防止金属的腐蚀 二.回收利用废旧金属,三.合理有效开采矿物 四.寻找金属的代用品,（1）汞与稀盐酸 （2）铝与硫酸铜溶液 （3）银与硫酸锌溶液 （4）锌与硝酸银溶液 （5）钠与稀硫酸,1、下列物质能
7、否发生反应？写出能发生反应的化学方程式。,2、回答下列问题：（1）为什么沙漠地区的铁制品锈蚀较慢？（2）切过咸鱼的刀不经洗净抹干，为什么很快就生锈？（3）被雨水淋湿的自行车，为什么须先用干布擦净后才能用带有油的布擦？,例：某赤铁矿含Fe2O3 80%，用3000 t这种矿石，可炼出含杂质4%的生铁多少吨？ 分析：计算时应注意把反应物和生成物都换算成纯物质的量，再代入化学方程式计算 解：设3000 t这种矿石，可炼出生铁质量为x， 根据题设：纯Fe2O3质量3000 t80%2400 t纯Fe质量x（14%）x96% 代入化学方程式中： Fe2O33CO2Fe3CO2 160 112 2400
8、t x96% x1750 t 答：可炼出含杂质4%的生铁1750 t,若赤铁矿石中Fe2O3的质量分数为80%，600 t 这样的赤铁矿可炼出含碳等其他杂质质量分数为7%的生铁多少吨？ 解：设可炼出含杂质质量分数为7%的生铁的质量为x Fe2O33CO 2Fe 3CO2 160 112 600 t80% x（17%）x365 t 答案：可炼出含碳等杂质质量为7%的生铁365 t 点拨：这类题很容易出错，错误原因主要在于没有理解哪些是不纯物的质量，哪些是纯净物的质量赤铁矿和生铁都是混合物，而在化学方程式的计算中，所涉及到的都是纯净物的质量，只要牢牢把握住这一点，所有含杂质的计算都可迎刃而解,练习
9、：,1、某钢铁厂每天需消耗5000t含氧化铁76的赤铁矿石，该厂理论上可以日产Fe98的生铁多少t?,2、冶炼2000t含杂质3的生铁，需要含90%Fe2O3的赤铁矿石多少t?,4某钢铁厂每天需消耗5000 t含Fe2O3 76%的赤铁矿石，该厂理论上可日产含Fe 98%的生铁多少吨？ 指导建议：首先将不纯物的量转化成纯物质量 Fe2O3质量5000 t76%3800 t 设生铁质量为x，则纯铁质量98%x 然后再根据方程式进行计算 Fe2O33CO2Fe3CO2 160 112 3800 t 98%x 1603800 t11298%x x2714.3 t,冶炼2000 t含杂质3%的生铁，需
10、要含Fe3O4 90%的磁铁矿石多少吨？ 指导建议：纯铁质量2000 t（13%）1940 t 设磁铁矿石质量为x，则Fe3O4质量为90%x 反应原理： Fe3O44CO3Fe4CO2232 16890%x 1940 t 23290%x1681940 t x2976.7 t 所以磁铁矿质量为2976.7 t,1、245gKClO3完全分解能制得多少O2？若用电解水的方式制等量的O2，则需水几克？ 2. 某钢铁厂每天需消耗5000t含氧化铁76的赤铁矿石，该厂理论上可以日产Fe98的生铁多少t? 若用含90%Fe3O4的磁铁矿 石来代替，则需含90%Fe3O4的磁铁矿 石多少t?,例题：用1000 t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 t ?,解：设理论上可以炼出含铁96的生铁的质量为x,Fe2O3 -2 Fe,160 256,1000t80 x96%,= 583 t,答：略。,
