\n课题3金属资源的利用和保护\n人类生活离不开金属\n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\n金属元素在地壳中的含量请你阅读元素名称质量分数／﹪元素名称质量分数／﹪铝铁钙钠钾7.734.753.452.742.47镁锌铜银金2.000.0080.0070.000010.0000005\n一、金属在自然界的存在方式：1、以单质形式存在如：金、银等少数不活泼的金属。金银\n2、以化合物形式存在如：铁赤铁矿（主要成分为Fe2O3）菱铁矿（主要成分FeCO3）黄铁矿（主要成分FeS2）磁铁矿（主要成分为Fe3O4）\n2、以化合物形式存在如：铜辉铜矿（主要成分是Cu2S）黄铜矿（主要是CuFeS2）铝土矿（主要成分是Al2O3）铝\n记忆：矿石赤铁矿黄铁矿磁铁矿菱铁矿主要成分Fe2O3FeS2Fe3O4FeCO3矿石黄铜矿辉铜矿孔雀石铝土矿主要成分CuFeS2Cu2SCu2（OH）2CO3Al2O3\n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。\n人类使用铁的历史可以追溯到四千五百多年以前，不过那时的铁是从太空掉下的陨铁（其中含铁90％以上）。我国在商代就开始用铁，在河北、北京、河南的某些地区出土过用陨铁打制的铁刃铜钺。我国最早的人工冶铁制品是甘肃灵台出土的春秋初年秦国的铜柄铁剑，这说明春秋初年我国已掌握了冶铁技术。\n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\nFe2O3?Fe1、加热氧化铁使其分解。2、使用氢气、碳、一氧化碳等还原剂夺去氧化铁中的氧。从成本等各方面讨论使用哪种方法、哪种试剂更合适？思考\n现象：一氧化碳还原氧化铁实验室原理红色粉末变成黑色，澄清的石灰水变浑浊。点燃尾气有蓝色火焰\n一氧化碳还原氧化铁方程式：CO2+Ca(OH)2==CaCO3↓+H2OFe2O3+3CO====2Fe+3CO2高温2CO+O2===2CO2点燃化学方程式：反应原理：在高温条件下，利用炉内反应生成的一氧化碳将铁从铁矿石里还原出来用酒精灯点燃尾气的作用是：防止一氧化碳污染空气石灰水的作用：检验生成的二氧化碳\n实验步骤中注意点1、实验开始时，要先通CO再加热，目的：将玻璃管中的空气排尽防止加热时CO与空气混合发生爆炸；2、实验完毕后，停止加热后要继续通CO至冷却。目的：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。\n高炉炼铁图：\n铁的冶炼原料主要反应原理主要设备产品铁矿石、焦炭、石灰石、空气高温在高温下，利用炉内反应生成的一氧化碳将铁从铁矿石里还原出来。Fe2O3+3CO===2Fe+3CO2高炉生铁\n原料中各种物质的作用是焦炭：提供热量，产生一氧化碳石灰石：将矿石中的二氧化硅转变为炉渣铁矿石：提供铁元素\n炼钢的过程中可能发生的反应产生还原剂C+O2===CO2CO2+C===2CO形成生铁Fe2O3+3CO===2Fe+3CO2点燃高温高温\n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,应考虑到杂质问题三、有关杂质问题的计算纯物质的质量=不纯物质的质量×纯物质的质量分数（纯度）\n例1：有300t含碳酸钙80％的石灰石，理论上可以锻烧出生石灰（CaO）多少t?（Ca：40C：12O：16）解：m(CaCO3)=300t×80%=240t设可以锻烧出CaO的质量为xCaCO3===CaO+CO2↑高温10056240tX10056240tX=X=133.4t答:可以生成氧化钙133.4t\n解：氧化铁的质量=1000t×80%=800t1602×56800txX=560t含铁96%的生铁的质量=560t÷96%=583t。例2：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t?Fe2O3+3CO====2Fe+3CO2高温1602×56800tx=设理论上可以炼出铁的质量为x答：可炼出生铁583t。\n解：设理论上可以炼出含铁96%的生铁的质量为x1602×561000t×80％x·96%X=583t答：可炼出生铁583t。例2：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t?Fe2O3+3CO====2Fe+3CO2高温1602×561000t×80％x·96%=\n根据质量守恒定律，铁元素在反应前后质量相等方法二1000t×80％=583t\n练习1、冶炼2000t含杂质3％的生铁，需要含Fe3O490%的磁铁矿石多少吨?2323×56X·90％2000t×(1-3%)2323×56X·90％2000t×(1-3%)x=2976.7t答：略。解：需要含Fe3O490%的磁铁矿石的质量为xFe3O4+4CO3Fe+4CO2高温\n本课小结1.炼铁的主要反应原理是什么?分别写出用赤铁矿,磁铁矿炼铁的化学反应方程式.在高温下，利用还原剂一氧化碳把铁从铁氧化物里还原出来Fe2O3+3CO===2Fe+3CO2高温Fe3O4+4CO===3Fe+4CO2高温\n诊断补偿，点击中考一、选择题：请将唯一正确答案代量填入下列空格内1人类每年从自然界中提取大量的金属铁，下列关于铁的说法正确的是（）A、炼铁的过程是把单质铁变成氧化铁B、钢是很纯的铁C、生铁是含少量碳的铁合金D、被腐蚀的铁制品属于不可回收的垃圾2铁是人类生活中重要的一种材料，工业上可用如下化学反应制得铁，Fe2O3+3CO＝2Fe+3CO2，该反应中，发生还原反应的物质是（）A、Fe2O3B、COC、FeD、CO23做一氧化碳还原氧化铁的实验后，清洗试管壁上留下的黑色物质时可选用的方法是（）A、用大量水边冲边洗B、用试管刷左右、上下猛烈刷C、用盐酸或稀硫酸清洗后再用水冲D、用肥皂粉清洗后再用水冲洗CAC\n作业：\n\n四、金属资源保护一方面，人类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。另一方面，据有关资料报道，现在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20%~40%。所以，防止金属腐蚀已成为科学研究和技术领域中的重大问题。虽然人们采取了许多措施，但一年全世界因生锈而损失的铁约占世界年产量的四分之一！！\n校园里在很多的设施都是用铁制成，如：\n但设施普遍受到腐蚀的影响。被腐蚀的铁跟原来有什么不同?\n\nABC活动与探究植物油棉花和CaCl2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。试设计实验以证明铁制品锈蚀的条件。\n铁生锈条件的探究现象分析结论试管A试管B试管C生锈不生锈不生锈铁既与水接触，又与氧气接触铁只与水接触铁只与氧气接触在水、氧气同时存在的环境中铁能生锈\n四、金属资源保护1、金属的腐蚀和防护（1）铁制品锈蚀条件的探究在水、氧气同时存在的环境中铁能锈蚀。铁锈-------混合物(主要成分Fe2O3·xH2O)疏松多孔，会加速铁的锈蚀\n加快铁生锈速率的情况酸性污染物的存在(酸雨)加快生锈速度离子化合物的存在(氯化钠)高溫(加快化学反应速度)与活泼性较低金属接触（置换反应)经刮擦或凹凸扭曲表面(增加接触面)\n想一想阅读教材P18页，回答下列问题：1、试管Ⅱ中为什么要用煮沸过的蒸馏水，且要加入植物油？2、铝与氧气反应生成的氧化铝能起到保护里层铝的作用。铁锈是否也能保护里层的铁呢？3、你能否根据铁生锈的条件提出防止铁制品生锈的原理吗？是为了防止蒸馏水中溶有氧气。不能，因为铁锈是疏松的。\n四、金属资源保护1、金属的腐蚀和防护（1）铁制品锈蚀条件的探究（2）铁制品的防护措施防止铁生锈的原理－－就是破坏铁生锈的条件在水、氧气同时存在的环境中铁能锈蚀。铁锈的主要成分是Fe2O3·xH2O，且很疏松。①隔绝空气②隔绝水③隔绝水和空气④改变内部结构\n（3）防锈方法⑴.加上油漆、塑胶层或涂油等⑵.镀上耐磨或耐腐蚀的金属,如镀镍、铬或锡等⑶.通过化学反应在铁制品表面生成一层致密的氧化物薄膜(如烤蓝)⑷.在铁中加入其它金属改变其内部结构，制成铁合金（如不锈钢）\n自行车支架、链条、钢圈分别采用了什么防锈措施？支架除了防锈还需要美观，一般用喷漆的方法。链条最易磨损，常常涂上润滑油的方法来防锈。钢圈要求美观耐磨，常镀上耐磨的金属铬。讨论\n矿物的储量有限，而且不能再生。根据已探明的一些矿物的储藏量，并根据目前这些金属的消耗速度，有人估计一些矿物可供开采的年限如下图所示（不包括今后新探明的矿物储量、一些国家的金属储备量和金属的回收利用等）。四、金属资源保护\n据估算，回收一个铝制饮料罐比制造一个新饮料罐要便宜20%，而且还可节约金属资源和95%的能源。1t废钢铁回炉冶炼可炼成近1t的钢，跟用铁矿石冶炼比，能节约11t煤和铁矿石，减少污染空气的悬浮微粒11kg。目前世界上已有50%以上的铁的90%以上的金得到了回收利用。你知道吗？\n讨论废弃金属的回收有什么意义？可节约金属资源由于金属冶炼需在高温下进行，回收废弃金属并再利用可节约能源降低金属制品的生产成本，可方便人们得到物美价廉的金属制品可减少金属对环境的污染\n四、金属资源保护2、金属资源保护怎样保护金属资源？（1）防止金属腐蚀（2）回收和利用废旧金属（3）计划、合理开采矿物（4）寻找金属的代用品\n通过学习你有什么收获？?\n小结铁生锈的主要条件是与空气和水（或水蒸气）直接接触。破坏铁生锈的条件就能防止铁生锈。防止铁生锈的方法为：保持铁制品表面干燥和洁净在铁制品表面刷油漆、涂油、镀铬、“烤蓝”等制成合金钢保护金属资源的有效途径是：防止金属腐蚀回收利用废旧金属合理有效的开采矿物寻找金属的代用品物尽其用\n1、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、下列物品需采用防锈措施的是（）A铁制防盗网B不锈钢菜刀C铝合金窗D、金戒指3、日常生活中的一些铁制品经常会被锈蚀。下列做法不能起防锈作用的是（）①在铁制品表面镀锌。②在铁制品表面涂油脂。③保留铁件表面的铁锈作保护层④在铁制品表面刷油漆⑤自行车脏了用清水洗⑥用废酸液冲洗铁制污水管道⑦切完咸菜后，尽快将菜刀洗净擦干。A、②⑤B、③⑤⑥C、①③⑦D、②⑥⑦诊断补偿，点击中考CAB\n课堂评价练习下列家庭生活垃圾：①废旧书刊报纸②废电池③废弃橡胶、塑料制品④易拉罐饮料瓶⑤废弃电线⑥破旧铁锅、铝壶⑦变质剩饭菜⑧瓜皮果壳⑨废弃玻璃物品等，其中可回收利用的有＿＿＿＿＿＿＿＿。回收利用与保护金属资源的相关联的是＿＿＿。①②③④⑤⑥⑨②④⑤⑥二、填空题\n近代伟大的科学家爱因斯坦在谈成功的秘决时，写下了一个公式：Ａ＝Ｘ＋Ｙ＋Ｚ，他解释道：Ａ代表成功，Ｘ代表艰苦的劳动，Ｙ代表正确的方法，Ｚ代表少说空话。老师赠言：\n再见\n课间活动请同学们注意安全安全小贴士\n