金属资源保护（袁兴华）.ppt

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1、第八单元 金属和金属材料课题3 金属资源的利用和保护郧县鲍峡镇初级中学郧县鲍峡镇初级中学 袁兴华袁兴华 地球上的金属资地球上的金属资源广泛地存在于地源广泛地存在于地壳和浩瀚的海洋中，壳和浩瀚的海洋中，除少数很不活泼的除少数很不活泼的金属如金、银、铂金属如金、银、铂等以单质形式存在等以单质形式存在外，其余都以化合外，其余都以化合物形式存在。物形式存在。辉铜矿辉铜矿 主要成分是主要成分是Cu2S黄铜矿黄铜矿 主要成分是主要成分是CuFeS2铝土矿铝土矿 主要成分主要成分是是Al2O3黄铁矿黄铁矿 主要成分是主要成分是FeS2赤铁矿主要成分是赤铁矿主要成分是FeFe2 2OO3 3以单质形式存在的银

2、以单质形式存在的银以单质形式存在的以单质形式存在的金金课题课题3 3 金属资源的利用和保护金属资源的利用和保护一一. .金属的存在：除少数不活泼的金属如金金属的存在：除少数不活泼的金属如金. .银银等有单质形式存在外等有单质形式存在外, ,其余都以化合物形式存其余都以化合物形式存在在. .地壳中含量最多的金属是地壳中含量最多的金属是AlAl矿石矿石 能用来提炼金属的矿物叫矿石。能用来提炼金属的矿物叫矿石。赤铁矿赤铁矿黄铜矿黄铜矿菱铁矿菱铁矿辉铜矿辉铜矿一氧化碳还原氧化铁一氧化碳还原氧化铁现象：玻璃管里的粉末由红色逐渐变黑现象：玻璃管里的粉末由红色逐渐变黑,澄清的石灰水变浑澄清的石灰水变浑浊。浊

3、。 从安全角度从安全角度考虑考虑,就注意哪些就注意哪些方面方面?冶炼铁的原理：冶炼铁的原理：现象现象: :红色的红色的FeFe2 2OO3 3变黑变黑. .同时产同时产生使石灰水变浑浊的气体生使石灰水变浑浊的气体 FeFe2 2OO3 3+3CO=2Fe+3CO+3CO=2Fe+3CO2 2高温高温要点：1.反应原理（反应方程式）2.装置（特点）3.实验步骤4.实验现象一、铁的冶炼一、铁的冶炼1、原料：焦炭、石灰石、铁矿石焦炭、石灰石、铁矿石黄铁矿黄铁矿 FeS2赤铁矿赤铁矿 Fe2O3菱铁矿菱铁矿 FeCO3磁铁矿磁铁矿 Fe3O42、原理： 在高温下，利用焦炭与氧气反应生成的一氧化碳在高温

4、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。把铁从铁矿石中还原出来。Fe2O3+3CO 2Fe+3CO2高温3.设备设备-高炉（其中发生的反应）焦炭的作用：高炉（其中发生的反应）焦炭的作用： 4.产品产品-生铁生铁三三.在在实际生产时实际生产时, ,所用的原料或产物一般都含所用的原料或产物一般都含有杂质有杂质, ,在计算用料时和产量时在计算用料时和产量时, ,应考虑到杂质应考虑到杂质问题问题纯度纯度=纯净物的质量纯净物的质量/ /混合物的总质量混合物的总质量x100 x100纯净物的质量纯净物的质量=例题：用例题：用1 000 t含氧化铁含氧化铁80的赤铁矿石，理论上可以的赤铁

5、矿石，理论上可以 炼出含铁炼出含铁96的生铁的质量是多少的生铁的质量是多少 ?解：设理论上可以炼出含铁解：设理论上可以炼出含铁96的生铁的质量为的生铁的质量为x160 2561000t80 x96% 160 256 1000t80 x96% x=256 1000t80 16096%= 583 t答：答：理论上可以炼出含铁理论上可以炼出含铁96的生铁的质量为的生铁的质量为583 t 。Fe2O3+3CO 2Fe+3CO2高温高温铁矿石、氧化铁和铁的关系铁矿石、氧化铁和铁的关系铁矿石铁矿石Fe2O3Fe【例例5】冶炼冶炼2 000 t含杂质含杂质3的生铁，需要含的生铁，需要含Fe3O4 90的赤铁

6、矿石多少吨的赤铁矿石多少吨?解析：解析： 现有洁净无锈的铁钉、试管、经煮沸迅速冷却的现有洁净无锈的铁钉、试管、经煮沸迅速冷却的蒸馏水、植物油、棉花和干燥剂氯化钙。试设计实蒸馏水、植物油、棉花和干燥剂氯化钙。试设计实验以证明铁制品锈蚀的条件。验以证明铁制品锈蚀的条件。二、金属资源的保护二、金属资源的保护1、金属的腐蚀和防护、金属的腐蚀和防护结论：结论：铁制品锈蚀的过程，实际上是铁与空气中的氧气、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。水蒸气等发生化学反应的过程。干燥空气中干燥空气中部分浸没水中部分浸没水中浸没水中浸没水中想一想想一想想一想？应如何防止铁生锈？ 自

7、行车的构件自行车的构件如支架、链条、如支架、链条、钢圈等，分别采钢圈等，分别采取了什么防锈措取了什么防锈措施？施？讨论讨论资料资料 根据已根据已探明的一些矿物探明的一些矿物的储藏量和目前的储藏量和目前消耗速度，有人消耗速度，有人估计一些矿物可估计一些矿物可供开采的年限如供开采的年限如右图所示。右图所示。金属资源的保护金属资源的保护 讨论讨论讨论讨论怎样保护金属资源怎样保护金属资源 1、防止金属的腐蚀，、防止金属的腐蚀， 2、金属的回收利用，、金属的回收利用， 3、合理地开采矿物，、合理地开采矿物， 4、寻找金属的代用品。、寻找金属的代用品。【例例2】埋在地下的铸铁管道在下列哪种情况埋在地下的铸

8、铁管道在下列哪种情况下腐蚀最慢下腐蚀最慢 ( )A.在干燥、致密的土壤中在干燥、致密的土壤中 B. 在干燥、疏松的土壤中在干燥、疏松的土壤中C. 在潮湿、致密的土壤中在潮湿、致密的土壤中 D. 在潮湿、疏松的土壤中在潮湿、疏松的土壤中 A例题解析例题解析我会做我会做1、通过实验回答，铁钉在下列哪些情况下容易生锈？、通过实验回答，铁钉在下列哪些情况下容易生锈？（1）在干燥的空气中）在干燥的空气中（2）在潮湿的空气中）在潮湿的空气中（3）部分浸入食盐水中）部分浸入食盐水中（4）浸没有植物油中）浸没有植物油中2、下列做法能防止铁制品生锈的是（）、下列做法能防止铁制品生锈的是（）A、自行车脏了用清水冲

9、洗、自行车脏了用清水冲洗B、用废酸液冲洗铁制污水管道、用废酸液冲洗铁制污水管道C、在铁制篮球架上刷一层油漆、在铁制篮球架上刷一层油漆D、切完咸菜后，尽快将菜刀洗净擦干、切完咸菜后，尽快将菜刀洗净擦干(3)、(4)C、D我会做我会做 4、（、（1）下列家庭生活垃圾：废旧书刊报纸）下列家庭生活垃圾：废旧书刊报纸 废电池废电池 废弃橡胶、塑料制品废弃橡胶、塑料制品 易拉罐饮料瓶易拉罐饮料瓶 废弃电线废弃电线 破旧铁锅、铝壶破旧铁锅、铝壶 变质剩饭菜变质剩饭菜 瓜瓜皮果壳皮果壳 废弃玻璃物品等，其中可回收利废弃玻璃物品等，其中可回收利用的有。回收利用与保护金用的有。回收利用与保护金属资源的相关联的是。

10、属资源的相关联的是。（2）请你联系实际再提出两条节约金属资源的建）请你联系实际再提出两条节约金属资源的建议议:； 【例例1】 下列说法正确的是下列说法正确的是 （ ）A.铁在潮湿的空气中容易生锈铁在潮湿的空气中容易生锈 B.金属的活动性：金属的活动性：ZnAgCuC.合金属于纯净物合金属于纯净物 D.铝是地壳中含量最多的元素铝是地壳中含量最多的元素例题解析例题解析【例例3】金属材料在生产、生活中有着广泛的应用。金属材料在生产、生活中有着广泛的应用。(1)(1)人类每年从自然界提取大量的金属，其中提取量人类每年从自然界提取大量的金属，其中提取量最大的是铁。用赤铁矿最大的是铁。用赤铁矿( (主要成

11、分为主要成分为FeFe2 2O O3 3) )和一氧和一氧化碳炼铁的化学方程式为化碳炼铁的化学方程式为 。(2)(2)北京奥运会用到多种材料。下列应用中使用金属北京奥运会用到多种材料。下列应用中使用金属材料的有材料的有 ( (填序号填序号) )。 使用金、银和铜等制作奖牌；使用纯羊毛和使用金、银和铜等制作奖牌；使用纯羊毛和聚酯纤维制作聚酯纤维制作“福娃福娃”；使用新型钢材建造；使用新型钢材建造“鸟鸟巢巢” ” 使用聚氟乙烯制造使用聚氟乙烯制造“水立方水立方”外层膜。外层膜。（3）金属矿物的储量有限，而且不能再生，）金属矿物的储量有限，而且不能再生，所以保护金属资源尤为重要。保护金属资源所以保护

12、金属资源尤为重要。保护金属资源的有效途径是的有效途径是 (答出两条即可答出两条即可)。课题小结课题小结二二. .金属的腐蚀和防护金属的腐蚀和防护人们采取了许多措施，人们采取了许多措施，但每年全世界因生锈而但每年全世界因生锈而损失的铁约损失的铁约 占世界年占世界年产量的产量的四分之一！四分之一！如何防锈？如何防锈？不生锈不生锈 不生锈不生锈 生锈生锈a. a. 干燥空气中干燥空气中b. b. 浸没在水中浸没在水中c. c. 潮湿空气中潮湿空气中研究性学习研究性学习: :铁的生锈过程铁的生锈过程请思考请思考. .哪种条哪种条件下件下, ,铁最易生铁最易生锈锈? ?为什么为什么? ?铁生锈的实质：铁

13、与空气中的氧气铁生锈的实质：铁与空气中的氧气. .水蒸气等水蒸气等发生化学反应的过程。发生化学反应的过程。铁锈的成份很复杂铁锈的成份很复杂, ,主要为氧化铁主要为氧化铁FeFe2 2OO3.3.xHxH2 2OO铁制品锈蚀的条件铁制品锈蚀的条件: :(1)(1)要有能够发生反应的物质要有能够发生反应的物质(2)(2)反应物要能相互接触反应物要能相互接触(3)(3)生成物不会对反应起障碍作用生成物不会对反应起障碍作用研究性学习:铁的生锈过程金属的防护金属的防护(1)(1)隔绝开空气或氧气隔绝开空气或氧气 (2)(2)隔绝开水隔绝开水思考讨论回答：采用哪些措施可防止思考讨论回答：采用哪些措施可防止

14、铁的锈蚀？例如自行车钢圈、链条齿铁的锈蚀？例如自行车钢圈、链条齿轮、大杠的防锈方法及医用器械等的轮、大杠的防锈方法及医用器械等的防锈方法。防锈方法。具体方法具体方法:1.“:1.“穿外衣穿外衣”加一层保护膜加一层保护膜（如：刷油漆、涂油、电镀、致密的氧化膜）（如：刷油漆、涂油、电镀、致密的氧化膜） 2.“2.“打强心针打强心针”在铁中加入其它金属改在铁中加入其它金属改变其内部结构，（如：制成不锈钢）变其内部结构，（如：制成不锈钢）归纳小结归纳小结我生病了，我现我生病了，我现在浑身起色斑，在浑身起色斑，身上有小孔，我身上有小孔，我这是怎么了这是怎么了2.金属资源保护怎样保护金属资源呢?一.防止金

15、属的腐蚀二.金属的回收与利用三.有计划,合理地开采矿物,严 禁不顾国家利益的乱采矿 知识实践知识实践反馈练习反馈练习铁可以拉制成铁丝，是因为它具有铁可以拉制成铁丝，是因为它具有_性；铁性；铁锅可以用来炒菜，是因为铁是锅可以用来炒菜，是因为铁是_的导体。的导体。要完成要完成FeFeFeSOFeSO4 4的转化，可以让铁和的转化，可以让铁和_和和_发生置换反应发生置换反应。盛入在油罐车内的石油产品振荡时可产生静电，盛入在油罐车内的石油产品振荡时可产生静电，容易引起火灾，所以油罐车尾部有一条拖地的铁容易引起火灾，所以油罐车尾部有一条拖地的铁链，链， 是利用了铁具有是利用了铁具有_的性质。的性质。钢铁

16、生锈，实际上是铁、钢铁生锈，实际上是铁、_ _ _等物质等物质相互作用，发生一系列复杂的化学反应。防止铁相互作用，发生一系列复杂的化学反应。防止铁制品制品生生锈，最常用的方法是锈，最常用的方法是_。 知识实践知识实践反馈练习反馈练习 在下列条件下，铁最容易生锈的是在下列条件下，铁最容易生锈的是 A.A.有氧气存在有氧气存在 B.B.有水存在有水存在 C.C.在潮湿空气中在潮湿空气中 D.D.表面有油污表面有油污下列有关使用铁器时的注意事项中，正确的是下列有关使用铁器时的注意事项中，正确的是 A.A.避免接触干燥的空气避免接触干燥的空气 B.B.能盛放盐酸能盛放盐酸C.C.不能盛放硫酸铜溶液不能

17、盛放硫酸铜溶液 D.D.避免接触潮湿空气避免接触潮湿空气 知识实践知识实践探究性学习作业探究性学习作业 我校的栅栏是铁条焊接在一起的，但使我校的栅栏是铁条焊接在一起的，但使用一段时间后就会生锈，为了使它有比较长用一段时间后就会生锈，为了使它有比较长的使用寿命，需要采取防锈措施。的使用寿命，需要采取防锈措施。 你的假设你的假设：铁栅栏生锈的原：铁栅栏生锈的原因因 、 、 。 你的方案你的方案：针对这些原因，可采取下：针对这些原因，可采取下列措施。列措施。第一步：第一步： 。第二步：第二步： 。第三步：第三步： 。知识实践知识实践探究性作业探究性作业方案一方案二方案三主要步骤和方法防锈材料成本估算施工人力成本估算有效防锈期估计综合评价优劣排序探探 究究 方方 案案 优优 劣劣练习巩固1. 请说出铁有哪些主要的物理性质；2. 请写出铁与氧气、盐酸、硫酸及硫酸铜溶液反应的化学方程式，并注明反应类型；1. 一根质量为10g的铁钉，投入一定浓度的CuSO4溶液中，过一段时间后取出铁钉，洗净干燥后称其质量为12g。请计算生成的Cu的质量为多少？课后练习