《金属资源的利用和保护》参考课件1.ppt

课题3 金属资源的利用和保护,金属元素在自然界中的存在形式（1）,单质：少数化学性质不活泼的金属，如金、银以单质形式存在。,自然界以单质形式存在的金,自然界以单质形式存在的银,金属元素在自然界中的存在形式（2）,化合物：化学性质较活泼的大多数金属，以化合物形式存在。,闪锌矿,孔雀石,赤铁矿（主要成分是Fe2O3）,菱铁矿（主要成分是FeCO3）,常见的矿石,磁铁矿（主要成分是Fe3O4）,赤铁矿（主要成分是Fe2O3）,菱铁矿（主要成分是FeCO3）,常见的矿石,磁铁矿（主要成分是Fe3O4）,金属元素在地壳中的含量,资料,赤铁矿,黄铁矿FeS2,菱铁矿FeCO3,Fe2O3,矿石:工业上把能用来提炼金属的矿物。,磁铁矿 Fe3O4,铁矿石,孔雀石 Cu2(OH)2CO3,赤铜矿 Cu2O,黄铜矿 CuFeS2,辉铜矿 Cu2S,铜矿石,一氧化碳还原氧化铁,实验室,一.铁的冶炼,现象：红色粉末逐渐变成黑色，澄清的石灰水变浑浊。点燃尾气有蓝色火焰,用酒精灯点燃或用气球收集尾气：因为CO有毒，防止污染空气,一氧化碳还原氧化铁,实验室,相关的化学方程式：,Fe2O3+3CO 2Fe+3CO2,CO2+Ca(OH)2 CaCO3+H2O,2CO+O2 2CO2,点燃,高温,一.铁的冶炼,实验步骤：,.按下图组装仪器，并检查其气密性。,点燃出气口处的酒精灯(或用气球收集)，防止一氧化碳污染空气.实验开始时，先通入纯净的一氧化碳，（排净玻璃管内空气，防止加热时发生爆炸。)。待排尽后，点燃酒精喷灯，并观察装置中所发生的变化。,实验结束时先停止加热，继续通一氧化碳直到玻璃管冷却，防止高温的铁被氧化。（熄灭尾部的酒精灯）,1、原料：,黄铁矿 FeS2,赤铁矿 Fe2O3,菱铁矿 FeCO3,磁铁矿 Fe3O4,2、原理：,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原出来,石灰石、铁矿石焦炭、空气,3、设备：高炉,化学方程式：,70%,48.27%,46.67%,72.41%,含铁量,一.铁的冶炼,工业上,炼铁的主要原料是铁矿石、焦炭、石灰石和空气。,原理：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,工业上,工业上,炼铁时各物质的作用：石灰石：把杂质转化为炉渣焦炭：燃烧放热，提高炉温，生成还原剂CO（将生成的CO2还原为具有还原性的CO），因此在炼铁高炉中起主要作用的还原剂是CO，,2.下图是课堂中模拟炼铁的实验装置。,（1）写出图中标有序号的仪器名称，。(2)实验过程中，先要进行的是_。（填或）加热 通一氧化碳(3)A中反应的化学方程式是。B中反应的化学方程式是，B中观察到的现象是_。(4)该装置的不足之处是。,铁架台,试管,没有尾气处理装置（或没有用燃着的酒精灯处理尾气等）,Ca(OH)2+CO2=CaCO3+H2O,澄清的石灰水变浑浊,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。,不纯物质、纯物质、纯度之间的关系：,列比例时，一定要用纯量。,3.含杂质的物质的化学方程式的计算：,m(纯)=m(不纯)纯度,m(不纯)=m(纯)纯度,有关杂质问题的计算,例 1000t含氧化铁80%的赤铁矿石，理论上可炼出含铁96%的生铁的质量是多少？,解：氧化铁的质量：1000t 80%=800t,设：理论上可炼出铁的质量为XFe2O3+3CO=2Fe+3CO2 160 2X56800 X,800t x=560t256 x,高温,=,折合为含铁96%的生铁的质量为560t96%=583t,答：1000t可炼出生铁为583t。,练习：要炼出含杂质3%的生铁2000吨，需要含四氧化三铁质量分数为90%的磁铁矿石多少？,解：纯铁的质量：2000t(1-3%)=1940t,设：可炼出四氧化三铁的质量为XFe3O4+4CO=3Fe+4CO2 232 168 X 1940t,高温,232 x x=2679t168 1940t,=,折合为磁铁矿石的质量为2679t90%=2977t,答：磁铁矿石的质量为2977t。,资料一：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与年产量的20%-40%。资料二：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、可供开采的年限如课本图所示（不包括今后新探明的矿物储量，一些国家的金属储备和金属的回收利用等）。,二.金属资源保护,1.金属的腐蚀和防护,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,一周后,铁钉浸没一半在水中：铁在空气、水的界面处生锈铁钉完全浸没在水中（上面还加植物油）：铁未生锈铁钉放在干燥的空气中（加干燥剂等）：铁未生锈,全浸在水中,一半在水中,干燥空气中,铁生锈条件的探究,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。（缓慢氧化，放热）,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。因此，铁与空气接触，又有水分时，最易生锈！,铁锈成分复杂，主要是Fe2O3XH2O它是一种疏松多孔的物质 Fe2O3,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。,氧化铁与铝壶表面的氧化铝膜性质比较,疏松多孔,完全锈蚀,致密结实,使铝“自我保护”,铁,铁锈,与空气（氧气）接触,与水接触,请解释下列实验的现象,液面处铁锈较多,干燥剂,干燥空气中,部分浸没水中,浸没水中,部分浸没食盐水中,1,2,3,4,想一想,阅读教材P19页，回答下列问题：1、试管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？,是为了除去水中溶解的氧气。隔绝空气,不能，因为铁锈是疏松的。,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。如：在钢铁表面镀锡、镀锌、和镀铬,镀铜,讨论,1、在实际生活和生产中我们应该采取哪些具体方法来防止铁制品生锈呢？,防止铁制品生锈的具体方法为：保持铁制品表面洁净和干燥 在铁制品表面涂一层保护膜如：刷漆、涂油、电镀（镀上一层耐磨、耐腐蚀的金属铬）、高温灼烧金属，进行“烤蓝”处理等 改变组成结构 制成合金钢，如不锈钢,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？,刷油漆,涂油,镀铬,（2）回收和利用废旧金属,（1）防止金属腐蚀,怎样保护金属资源呢?,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,怎样保护金属资源呢?,（3）合理开采矿物（4）寻找金属的代用品（5）物尽其用,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,我会做,1、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（2）在潮湿的空气中（3）部分浸入食盐水中（4）浸没有植物油中2、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B、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D、切完咸菜后，尽快将菜刀洗净擦干,(3)、(4),C、D,我会做,3、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日程上来。其首要原因是()A 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的污染C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,C,我会做,4、（1）下列家庭生活垃圾：废旧书刊报纸 废电池 废弃橡胶、塑料制品 易拉罐饮料瓶 废弃电线 破旧铁锅、铝壶 变质剩饭菜 瓜皮果壳 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。（2）请你联系实际再提出两条节约金属资源的建议:；,防止金属腐蚀,寻找金属的代用品,