《金属资源的利用和保护》第2课件

若不除去结果
金属防腐蚀的方法：
（1)隔绝空气或氧气 • 改变金属的内部结构
– 制成合金，如不锈钢
(2)隔绝水
• 形成保护层
– 刷油漆、涂油、烧制搪瓷（物理方法） – 电镀上一层耐腐蚀的金属（镀铬、锌、锡）、 通过化学反应使表面形成致密的氧化物薄膜等
• 改善腐蚀环境等等
– 保持铁制品表面干燥和洁净
含杂质的物质的化学方程式的计算：
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。 列比例时，一定要用纯量。 不纯物质、纯物质、纯度之间的关系：
m(纯) = m(不纯 )×纯度
m(不纯) = m(纯) ÷
纯度
例题：用1000t含氧化铁(Fe2O3) 80%的赤铁矿石，理 论上可炼含铁96%的生铁多少吨？ 解：1000t赤铁矿石中含氧化铁的质量为1000t ×80%＝800t。 设800t氧化铁理论上可以炼出铁的质量为X。 高温 Fe2O3+3CO===2Fe + 3CO2 160 112 160 = 800t X＝560t 800t X 112 X 折合含铁96%的生铁的质量为560t÷ 96%＝583t (纯化杂) 或设800t氧化铁理论上可以炼含铁96%的生铁质量为X。 高温 Fe2O3+3CO===2Fe + 3CO2 160 112 (杂化纯) 800t X×96% 160 :112＝800t :X×96% X＝583t 答： 1000t含氧化铁(Fe2O3) 80%的赤铁矿石，理论上可炼出含 铁96%的生铁为583t。
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
金属锈蚀给人类 带来了巨大的损 失。
铁轨的锈蚀 铁钉的生锈
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
各种铁制品的锈蚀
结论:
1 ．铁生锈是铁与氧气、水等物质相互 作用。（缓慢氧化,放热）
2.在有酸性和盐条件下会加快生锈速率
3 ．铁锈（混合物）的主要成分是氧化 铁Fe2O3,红棕色.
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！
200g 9g
150g 9g
150g 14g
208.7g 158.7 163.7 g g
请你认真分析数据，回答下列问题： ⑴哪位同学所取用的稀硫酸与铁样品恰好完全反应； ⑵计算样品中铁的质量分数； ⑶若生产1000 t这种纯度的铁，至少需要含氧化铁 (Fe2O3)80%的赤铁矿多少吨？
甲
烧杯＋稀硫酸 加入的铁样品 200g 9g
高温
1.【06自贡】某炼钢厂日产含杂质5%的生铁3000t，试计
答：⑴该3000 t生铁中含纯铁2850t。 ⑵该炼钢厂每天需含Fe2O3质量分数为85%的赤铁矿石为4790t。
2.下图是课堂中模拟炼铁的实验装置。
①
②
试管 。 （1）写出图中标有序号的仪器名称① 铁架台 ，② (2)实验过程中，先要进行的是______________ 。（填Ⅰ或Ⅱ） Ⅱ 高温 Ⅰ．加热 Ⅱ．通一氧化碳 (3)A中反应的化学方程式是 Fe2O3+3CO === 2Fe+3CO2 。 B中反应的化学方程式是 Ca(OH) +CO ===CaCO ↓+H O 2 2 3 2 ， 澄清的石灰水变浑浊 。 B中观察到的现象是_______________ (4)该装置的不足之处是
练习：
算： ⑴该3000 t生铁中含纯铁多少吨？ ⑵该炼钢厂每天需含Fe2O3质量分数为85%的赤铁矿石多 少吨？（计算结果保留整数） 解：⑴生铁中含纯铁：3000t×(1－5%)=2850t. ⑵设需含Fe2O3质量分数为85%的赤铁矿石的质量为x。 Fe2O3 + 3CO=== 2Fe + 3CO2 160 112 X·85% 2850t 160 112 = X· 85% 2850t X≈4790t
没有尾气处理装置（或没有用燃着的酒精灯处理尾气等） 。
⑵钢铁的冶炼是人类文明的一个重要标志。 右图是实验室模拟炼铁的装置图，写出冶炼生铁的化学 高温2Fe + 3CO 方程式 3CO+ Fe2O3 ==== ；能证明产 2 物中有铁粉的方法是： 用磁铁吸(或加稀盐酸有气泡)。
⑶在组装仪器时，把玻璃管插入 橡胶管的操作方法 是 导管一端用水润湿后旋转插入 。 此装置有不完善的地方，请说出其中一种改进方 法： 用气球收集尾气或用燃着的酒精灯点燃 。
4.某课外兴趣小组对一批铁样品（含有杂质，杂质不溶于水， 也不与稀硫酸反应）进行分析，甲、乙、丙三位同学分别进 行实验，其中只有一位同学所取用的稀硫酸与铁样品恰好完 全反应。实验数据如下表： 改正：(烧杯的质量为25.4g；计算结果精确到0.1%) 甲 乙 丙
烧杯＋稀硫酸 加入的铁样品
充分反应后，烧杯＋剩余物
答：生产1000 t这种纯度的铁，至少需要含氧化铁 (Fe2O3)80%的赤铁矿为1666.1t。
学完本一个复杂的过程，其主要反应原理是 在高温条件下CO作还原剂，夺取铁矿石里的氧，将铁还原出来。 高温 2Fe + 3CO ； 3CO+ Fe2O3 ==== 2 2.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。
实验：探究铁生锈的条件
稀H2SO4中
食盐水中
一半在水中
全浸在水中
干燥空气中
一周后
稀H2SO4中 食盐水中 一半在水中 全浸在水中 干燥空气中
铁钉沾了酸液: 铁钉严重锈蚀
铁钉浸没一半的在食盐水中：浸没在食盐水中的铁钉几乎全部生锈
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
列比例时，一定要用纯量。
m(纯) = m(不纯 )×纯度
答：样品中铁的质量分数为93.3%。
⑶若生产1000 t这种纯度的铁，至少需要含氧化铁(Fe2O3)80%的赤 铁矿多少吨？ 解：⑶需要含氧化铁80%的赤铁矿的质量为Y。 1000 t这种纯度的铁含纯铁的质量为1000t×93.3%＝930t。 高温2Fe + 3CO 3CO+ Fe2O3 ==== 2 160 112 Y×80% 930t 160:112=Y×80%: 930t Y=1666.1t
铁锈成分复杂，主要是Fe2O3·XH2O它 是一种疏松多孔的物质
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。
与空气（氧气）接触
与水接触
氧化铁与铝壶表面的氧化铝膜性质比较 铁锈 氧化铝
(Ｆe2Ｏ3) 结构特点
疏松多孔 完全锈蚀
(Al2O3)
致密结实 使铝“自我保 护”
充分反应后，烧杯＋剩余物
⑵计算样品中铁的质量分数；
解：⑵乙反应生成氢气的质量为150g+9g-158.7g＝0.3g。 设Fe的质量为X。 Fe + H2SO4 = FeSO4 + H2↑ • 2 X 0.3g
56 X =
2 0.3g
X=8.4g
8.4g × 100%=93.3% 则Fe%＝ 9g
乙
150g 9g
丙
150g 14g
208.7g 158.7 163.7 g g 解：⑴分析表中数据可知，甲、乙、丙三人的实验生成气的质 量都是0.3g(如甲为200g+9g-208.7g＝0.3g),即各人的实验中都有一种 反应物完全反应。由甲、乙数据可知，9g铁样品中的铁完全反应， 甲中的酸过量。由乙、丙数据可知，(150g－ 25.4g)＝124.6g的稀硫 酸中的H2SO4完全反应，丙中的金属过量。综合分析可知乙同学所 取用的稀硫酸与铁样品恰好完全反应。