教育专题：课题3金属资源的利用和保护 (2).ppt

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1、8.3 金属资源的利用和保护金属资源的利用和保护第八单元第八单元 金属和金属材料金属和金属材料地球上的金属资源，除少数很不活泼的金属如金、银等有单质地球上的金属资源，除少数很不活泼的金属如金、银等有单质地球上的金属资源，除少数很不活泼的金属如金、银等有单质地球上的金属资源，除少数很不活泼的金属如金、银等有单质存在外，其余的都以化合物的形式存在。存在外，其余的都以化合物的形式存在。存在外，其余的都以化合物的形式存在。存在外，其余的都以化合物的形式存在。金属元素在地壳中的含量元素名称元素名称质量分数质量分数/%元素名称元素名称质量分数质量分数/%铝（Al）7.73镁（Mg）2.00铁（Fe）4.7

2、5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工业上把能用来提炼金属的矿物叫做工业上把能用来提炼金属的矿物叫做矿石矿石。赤铁矿赤铁矿(Fe2O3)黄铁矿黄铁矿(FeS2)菱铁矿菱铁矿(FeCO3)铝土矿铝土矿(Al2O3)黄铜矿黄铜矿(CuFeS2)辉铜矿辉铜矿(Cu2S)我国是世界上已知矿物种类比较齐全的少数国家之一，我国是世界上已知矿物种类比较齐全的少数国家之一，我国是世界上已知矿物种类比较齐全的少数国家之一，我国是世界上已知矿物种类比较齐全的少数国家之一，矿物储量也很丰富，其中钨、钼、钛、

3、锡、锑等储量居世界矿物储量也很丰富，其中钨、钼、钛、锡、锑等储量居世界矿物储量也很丰富，其中钨、钼、钛、锡、锑等储量居世界矿物储量也很丰富，其中钨、钼、钛、锡、锑等储量居世界前列，铜、铝、锰等储量在世界上占有重要的地位。前列，铜、铝、锰等储量在世界上占有重要的地位。前列，铜、铝、锰等储量在世界上占有重要的地位。前列，铜、铝、锰等储量在世界上占有重要的地位。人类每年要向地壳和海洋索取大量的金属矿物资源，以人类每年要向地壳和海洋索取大量的金属矿物资源，以人类每年要向地壳和海洋索取大量的金属矿物资源，以人类每年要向地壳和海洋索取大量的金属矿物资源，以提取数以亿吨计的金属。其中，提取量最大的是铁。提取

4、数以亿吨计的金属。其中，提取量最大的是铁。提取数以亿吨计的金属。其中，提取量最大的是铁。提取数以亿吨计的金属。其中，提取量最大的是铁。一、铁的冶炼一、铁的冶炼 早在春秋战国时期，我国就开始生产和使用铁器，从公元早在春秋战国时期，我国就开始生产和使用铁器，从公元早在春秋战国时期，我国就开始生产和使用铁器，从公元早在春秋战国时期，我国就开始生产和使用铁器，从公元1 1世纪起，铁便成了一种主要的金属材料。我国在世纪起，铁便成了一种主要的金属材料。我国在世纪起，铁便成了一种主要的金属材料。我国在世纪起，铁便成了一种主要的金属材料。我国在19961996年钢的年钢的年钢的年钢的产量就突破了产量就突破了产

5、量就突破了产量就突破了1 1亿吨。亿吨。亿吨。亿吨。工业上炼铁时，把铁矿石和焦炭、石灰石一起加入高炉，在工业上炼铁时，把铁矿石和焦炭、石灰石一起加入高炉，在工业上炼铁时，把铁矿石和焦炭、石灰石一起加入高炉，在工业上炼铁时，把铁矿石和焦炭、石灰石一起加入高炉，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。原出来。原出来。原出来。原理：原理：3CO+Fe3CO+Fe2 2OO3 3 2Fe+3CO 2Fe+3CO

6、2 2高温高温Ca(OH)Ca(OH)2 2+CO+CO2 2=CaCO=CaCO3 3+H+H2 2O O 2CO+O2CO+O2 2 2CO 2CO2 2点燃点燃将铁矿石中的将铁矿石中的 SiOSiO2 2转变为炉渣转变为炉渣点燃点燃 C+O2 =CO2高温高温 C+CO2=2CO（FeFe2 2O O3 3）生铁生铁出铁口出铁口炉渣炉渣出渣口出渣口 Fe2O3+3CO=2Fe+3CO2高温高温高炉气体高炉气体高炉气体高炉气体 产生一氧化碳产生一氧化碳 提供热量提供热量二、二、含杂质物质利用化学方程式的计算含杂质物质利用化学方程式的计算含杂质物质利用化学方程式的计算含杂质物质利用化学方程式

7、的计算 在实际的生产中，原料和成品一般是含有杂质的混合物。在实际的生产中，原料和成品一般是含有杂质的混合物。在实际的生产中，原料和成品一般是含有杂质的混合物。在实际的生产中，原料和成品一般是含有杂质的混合物。含有杂质的物质用于化学方程式的计算时，要把混合物的质量含有杂质的物质用于化学方程式的计算时，要把混合物的质量含有杂质的物质用于化学方程式的计算时，要把混合物的质量含有杂质的物质用于化学方程式的计算时，要把混合物的质量转化成纯净物的质量。因为，能代入化学方程式的量只能是纯转化成纯净物的质量。因为，能代入化学方程式的量只能是纯转化成纯净物的质量。因为，能代入化学方程式的量只能是纯转化成纯净物的

8、质量。因为，能代入化学方程式的量只能是纯净物的量。净物的量。净物的量。净物的量。纯净物的质量纯净物的质量=不纯物质的质量不纯物质的质量 纯度纯度【例】用【例】用【例】用【例】用1000t1000t含氧化铁含氧化铁含氧化铁含氧化铁80%80%的赤铁矿石，理论上可以炼出含的赤铁矿石，理论上可以炼出含的赤铁矿石，理论上可以炼出含的赤铁矿石，理论上可以炼出含铁铁铁铁96%96%的生铁多少吨？的生铁多少吨？的生铁多少吨？的生铁多少吨？解法一解法一解法一解法一【解】【解】【解】【解】1000t1000t赤铁矿石中氧化铁的质量为赤铁矿石中氧化铁的质量为赤铁矿石中氧化铁的质量为赤铁矿石中氧化铁的质量为1000

9、t80%=800t1000t80%=800t 设：设：设：设：800t800t氧化铁理论上可以炼出纯铁的质量为氧化铁理论上可以炼出纯铁的质量为氧化铁理论上可以炼出纯铁的质量为氧化铁理论上可以炼出纯铁的质量为x xFeFe2 2OO3 3 +3CO 2Fe+3CO 2Fe+3CO2 2高高 温温160112800tx160112800txX=560t折合为含铁折合为含铁折合为含铁折合为含铁96%96%的生铁的质量为的生铁的质量为的生铁的质量为的生铁的质量为560t96%=583t560t96%=583t答：答：答：答：1000t1000t含氧化铁含氧化铁含氧化铁含氧化铁80%80%的赤铁矿石，理

10、论上可炼出含铁的赤铁矿石，理论上可炼出含铁的赤铁矿石，理论上可炼出含铁的赤铁矿石，理论上可炼出含铁96%96%的生铁的生铁的生铁的生铁583t583t。解法二解法二解法二解法二设：设：设：设：1000t1000t含氧化铁含氧化铁含氧化铁含氧化铁80%80%的赤铁矿石，理论上可以炼出含铁的赤铁矿石，理论上可以炼出含铁的赤铁矿石，理论上可以炼出含铁的赤铁矿石，理论上可以炼出含铁96%96%的生铁质量为的生铁质量为的生铁质量为的生铁质量为X XFe2O32Fe1601121000t80%96%X解得解得 X=583t答：答：答：答：1000t1000t含氧化铁含氧化铁含氧化铁含氧化铁80%80%的赤

11、铁矿石，理论上可炼出含铁的赤铁矿石，理论上可炼出含铁的赤铁矿石，理论上可炼出含铁的赤铁矿石，理论上可炼出含铁96%96%的生铁的生铁的生铁的生铁583t583t。1000t80%96%X练习：练习：1、某钢铁厂每天需消耗、某钢铁厂每天需消耗5000t含氧化铁含氧化铁76的赤铁矿石，的赤铁矿石，该厂理论上可以日产该厂理论上可以日产Fe98的生铁多少的生铁多少t?2、冶炼、冶炼2000t含杂质含杂质3的生铁，需要含的生铁，需要含Fe3O4的赤铁矿的赤铁矿 石多少石多少t?作业作业 P21 4、5、6三、金属资源的保护三、金属资源的保护 一方面，我们每年要向自然界索取大量的金属矿物资源，一方面，我们

12、每年要向自然界索取大量的金属矿物资源，一方面，我们每年要向自然界索取大量的金属矿物资源，一方面，我们每年要向自然界索取大量的金属矿物资源，以提取数以亿吨计的金属。以提取数以亿吨计的金属。以提取数以亿吨计的金属。以提取数以亿吨计的金属。另一方面，世界上每年因腐蚀而报废的金属设备和材料相另一方面，世界上每年因腐蚀而报废的金属设备和材料相另一方面，世界上每年因腐蚀而报废的金属设备和材料相另一方面，世界上每年因腐蚀而报废的金属设备和材料相当于年产量的当于年产量的当于年产量的当于年产量的20%40%20%40%。防止金属腐蚀已经成为科学研究和技。防止金属腐蚀已经成为科学研究和技。防止金属腐蚀已经成为科学

13、研究和技。防止金属腐蚀已经成为科学研究和技术领域中的重大问题。术领域中的重大问题。术领域中的重大问题。术领域中的重大问题。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。铁生锈条件的探究铁生锈条件的探究现象现象现象现象分析分析分析分析结论结论结论结论试管试管试管试管试管试管试管试管试管试管试管试管生锈生锈生锈生锈不生锈不生锈不生锈不生锈不生锈不生锈不生锈不生锈铁既与水接触，铁既与水接触，铁既与水接触，铁既与水接触，又与氧

14、气接触又与氧气接触又与氧气接触又与氧气接触铁只与水接触铁只与水接触铁只与水接触铁只与水接触铁只与氧气接触铁只与氧气接触铁只与氧气接触铁只与氧气接触在水、在水、在水、在水、氧气氧气氧气氧气同时同时同时同时存在存在存在存在的环的环的环的环境中境中境中境中铁能铁能铁能铁能生锈生锈生锈生锈怎么防止钢铁生锈呢？怎么防止钢铁生锈呢？在在车车船船的的表表面面喷喷油油漆漆在机械表面涂防锈油在机械表面涂防锈油在面盆、杯子、在面盆、杯子、等表面烧涂搪瓷等表面烧涂搪瓷此外，还可以在钢铁此外，还可以在钢铁表面镀上一层能起保表面镀上一层能起保护作用的其他金属。护作用的其他金属。如：在钢铁表面镀锡、如：在钢铁表面镀锡、镀

15、锌、和镀铬镀锌、和镀铬镀铜镀铜总结：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一层致密而结实的膜覆盖在铝的表面，在铝的表面，防止铝继续与氧气反应，从而起来防止铝继续与氧气反应，从而起来“自我保护自我保护”的作用的作用（1)隔绝空气或氧气隔绝空气或氧气 (2)隔绝水隔绝水具体方法具体方法:1.“穿外衣穿外衣”加一层加一层保护膜保护膜（如：刷油漆、涂油、（如：刷油漆、涂油、电镀、致密的氧化膜）电镀、致密的氧化膜）2.“打强心针打强心针”

16、在铁中加入其它金属改变其内部在铁中加入其它金属改变其内部结构，（如：制成不锈钢）结构，（如：制成不锈钢）讨论讨论2、自行车的构件如支架、链条、钢圈、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？等，分别采取了什么防锈措施？答：刷漆、涂答：刷漆、涂油、镀铬等油、镀铬等2、金属资源的保护、金属资源的保护一一.防止金属的腐蚀防止金属的腐蚀 二二.回收利用废旧金属回收利用废旧金属三三.合理有效开采矿物合理有效开采矿物 四四.寻找金属的代用品寻找金属的代用品请同学们阅读课本总结如何有效请同学们阅读课本总结如何有效保护金属资源？保护金属资源？小结小结铁生锈的主要条件是与空铁生锈的主要条件是与空

17、铁生锈的主要条件是与空铁生锈的主要条件是与空气和水（或水蒸气）直接气和水（或水蒸气）直接气和水（或水蒸气）直接气和水（或水蒸气）直接接触。接触。接触。接触。破坏铁生锈的条件就能防破坏铁生锈的条件就能防破坏铁生锈的条件就能防破坏铁生锈的条件就能防止铁生锈。止铁生锈。止铁生锈。止铁生锈。防止铁生锈的方法为：防止铁生锈的方法为：防止铁生锈的方法为：防止铁生锈的方法为：保持铁制品表面干燥和洁保持铁制品表面干燥和洁保持铁制品表面干燥和洁保持铁制品表面干燥和洁净净净净 在铁制品表面刷油漆、涂在铁制品表面刷油漆、涂在铁制品表面刷油漆、涂在铁制品表面刷油漆、涂油、镀铬、油、镀铬、油、镀铬、油、镀铬、“烤蓝烤蓝

18、烤蓝烤蓝”等等等等制成合金钢制成合金钢制成合金钢制成合金钢保护金属资源的有效保护金属资源的有效保护金属资源的有效保护金属资源的有效途径是：途径是：途径是：途径是：防止金属腐蚀防止金属腐蚀防止金属腐蚀防止金属腐蚀回收利用废旧金属回收利用废旧金属回收利用废旧金属回收利用废旧金属合理有效的开采矿物合理有效的开采矿物合理有效的开采矿物合理有效的开采矿物寻找金属的代用品寻找金属的代用品寻找金属的代用品寻找金属的代用品我会做我会做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

19、入食盐水中）部分浸入食盐水中（4）浸没）浸没在在植物油中植物油中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(2)、(3)C、D我会做我会做3、随着人们生活质量的提高，各种电池使用量大幅、随着人们生活质量的提高，各种电池使用量大幅度增加，废电池进行集中处理的问题被提到议事度增加，废电池进行集中处理的问题被提到议事日程上来。其首要原因是日程上来。其首要原

20、因是 ()A、回收利用电池外壳的金属材料、回收利用电池外壳的金属材料 B、防止电池中汞、镉、铅等重金属对土壤和水源、防止电池中汞、镉、铅等重金属对土壤和水源的污染的污染 C、减轻电池中渗漏的液体对其他物品的腐蚀、减轻电池中渗漏的液体对其他物品的腐蚀 D、回收利用电池中的石墨电极、回收利用电池中的石墨电极 C 我会做我会做 4、（、（1）下列家庭生活垃圾：）下列家庭生活垃圾：废旧书刊报纸废旧书刊报纸 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。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:；防止金属腐蚀防止金属腐蚀防止金属腐蚀防止金属腐蚀寻找金属的代用品寻找金属的代用品寻找金属的代用品寻找金属的代用品