_金属资源的利用和保护(第二课时)

合集下载
  1. 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
  2. 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
  3. 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
⑴请你帮助该学生完成下列实验设计的内容:
编号
操作方法
实验目的
加热烘干试管,小心放 探究铁在干燥空气中
A 入铁钉,塞上塞子
的生锈情况
B
放入铁钉,注入蒸馏水 浸没铁钉,并用植物油 液封
探究铁在有水而无空气 (氧气)时的生锈情况
C
小心放入铁钉,注入蒸馏 探究铁在有空气和水 水,使铁钉部分浸入水中 时的生锈情况
小结
• 铁生锈的主要条件是与氧 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
Y=1666.1t
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。
1.把铁矿石冶炼成铁是一个复杂的过程,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。
3CO+ Fe2O3
高温 ====
2Fe + 3CO2 ;
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
(缓慢氧化)
铁锈的成份很复杂,主要为氧化铁(Fe2O3 ) 铁制品锈蚀的条件:
⑴要有能够发生反应的物质(Fe、H2O、O2); ⑵反应物要能相互接触;
⑶生成物不会对反应起阻碍作用。
(铁锈很疏松,易吸水,不能阻碍里层的铁继续与氧气、 水蒸气反应,如不及时除去,会加快铁制品的生锈,使铁 全部被腐蚀。而铝不同,铝与氧气反应生成致密的Al2O3 薄膜,覆盖在铝的表面,从而保护里层的铝不再与氧气反 应,所以铝耐腐蚀。)
2.金属资源保护 ⑴为什么要保护金属资源?
矿物的储量是有限的,而且不能再生。
图8-25 据估计一些矿物可供开采的年限
2.金属资源保护的有效途径: [阅读18页~19页] ⑴.防止金属腐蚀 ⑵.回收利用废旧金属 ⑶.合理的开采矿物 ⑷.寻找金属的代用品
图8-26 金属的回收利用
回收一个铝制的易拉罐比制造一个新的铝制的易拉 罐要便宜20%,而且还可以节约金属资源和95%能源。 目前世界上有50%以上的铁和90%以上的金得到回收利 用。
用橡皮塞 塞紧管口
用植物 油液封
A
B
C
铁在干燥空气中 铁在有水而无空 铁在有空气和水时
气(氧气)时
⑵一周后,编号为____C____的试管中的铁钉最易 生锈。
⑶用相同材料制作,经过相同时间防锈处理的铁
栏杆,安装在南方比安装在北方更易生锈,其原因是 南__方__比__北__方__天__气__潮__湿__,__铁__更__易__生__锈_______。
2.由一种单质 和一种 化合物反应,生成另一种单质 和另一种 化合物的反应叫做置换反应。例如
Zn + H2SO4 =ZnSO4 + H2↑

Fe + CuSO4 = FeSO4 + Cu

如果用A+B → C来表示化合反应的话,请用相似 的方法来表示分解反应和置换反应。
分解反应:AB→A + B 置换反应:A +BC → B + AC
3.常见金属活动性顺序如下:
K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb (H) Cu Hg Ag Pt Au 金属活动性,由强逐渐减弱
举例说明金属活动性顺序可以给你哪些判断的依据:
⑴只有排在H前面的才能置换酸中的氢。 。 ⑵只有排在前面的金属才能把排在后面的金属从它们 的化合物的溶液中置换出来。(K Ca Na 特殊、反应复杂)



200g 150g 150g
9g
9g 14g
208.7g 158.7g 163.7g
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。
所以 保护金属资源是当今紧要的一件事!
• 1.金属资源短缺对人类
思 社会发展意味着什么? • 2.金属腐蚀的条件是什
考 么?如何防腐?
• 3.如何保护金属资源?
铁轨的锈蚀
铁钉的生锈
各种铁制品的锈蚀
金属锈蚀给人类 带来了巨大的损 失。
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
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↑
56
2
X
0.3g
56 = 2
X
0.3g
X=8.4g
则Fe%= 8.4g × 100%=93.3% 9g
答:样品中铁的质量分数为93.3%。
1.很多金属都能与氧气、盐酸和稀硫酸等起反应,但反应 的难易和剧烈程度不同。)以Fe、Al、Cu为例,写出它与氧气、 稀硫酸反应的化学方程式。
3Fe + 2O2 点燃 Fe3O4 2Cu + O2 △ 2CuO
4Al + 3O2 点燃 2Al2O3

Fe + H2SO4 = FeSO4 + H2↑
2Al +3H2SO4 = Al2 (SO4) 3 +3H2↑ Cu + H2SO4→不反应 。
1.金属的腐蚀和防护
人们采取了许多措施,但每年 全世界因生锈而损失的钢铁约 占世界年产量的四分之一!
如何防锈?
用橡皮塞 塞紧管口
铁的生锈过程
植物油
a
b
c
请思考:
哪种条件下,铁最易生锈?为什么?
实验:探究铁生锈的条件
用橡皮塞 塞紧管口
铁的生锈过程
植物油
a
b
c
a.在干燥空气中 —— 不生锈 (有O2无水)
第八单元 金属和金属材料
课题3 金属资源的利用和保护
第二课时
二、金属资源的保护
保护金属资源的原因:
资料一:根据已探明的一些矿物的储藏量和目前消 耗速度,有人估计一些矿物可供开采的年限如下图 所示。
部分金属资源即将枯竭!
原因一:每年大量开采(数以亿吨计)
保护金属资源的原因: 原因二: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%。
反馈练习
1.在下列情况下,埋在地下的铸铁管道腐蚀最快的

( C)
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.某运输用铁船,在水中行驶,最易生锈的部位是( B)
A.水面上的船头部分 B.水面附近的船体部分 C.水面下的船底部分 D.各部分都一样速度生锈
料时和产量时,应考虑到杂质问题。
列比例时,一定要用纯量。 m(纯) = m(不纯 )×纯度
3.铁生锈的条件是铁与空气中的氧气、水(或水蒸气)直接接 触,如果隔绝了空气和水,就能在一定程度上防止钢铁生锈。在 铁表面涂油、刷漆、镀上耐磨和 耐腐蚀的铬及制造耐腐蚀的合金, 如不锈钢等,就能防止钢铁生锈。
4Fe+3O2+2XH2O=2Fe2O3 ·XH2O

三、金属资源保护
1.把铁矿石冶炼成铁的主要反应原理是:
3CO+ Fe2O3
高温 ====
2Fe + 3CO2 ;
在实际生产时,还会遇到有关杂质的计算问题。
列比例时,一定要用纯量。 m(纯) = m(不纯 )×纯度
2.铁锈蚀的主要条件以及防止铁锈蚀的主要措施是:
铁锈蚀的主要条件是铁与空气中的氧气、水蒸气等发生化学 反应。防止铁锈蚀的主要措施是在铁表面涂油、刷漆、镀上耐磨 和 耐腐蚀的铬及制造耐腐蚀的合金,如不锈钢等,就能防止钢铁 生锈。

一般无
导电性 导热性 延展性
能导电、导热 有
一般不导电、不 导热
没有
2.金属材料包括纯金属和合金。把两种或两种以上的金属熔合 在一起,或者把金属和非金属熔合在一起,就可以得到具有金属特 性的合金 。由于合金的很多性能一般比组成它们的纯金属更好,因 此,在实际中大量使用的金属材料是合金。
二、金属的化学性质
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。
3CO+ Fe2O3=高==温=2Fe + 3CO2
160
112
Y×80% 930t
160:112=Y×80%: 930t
b.浸没在水中
—— 不生锈(有水无O2)
c.半截浸没在水中 —— 在水与空气的交界面最易生锈
(有水和O2)
(缓慢氧化) 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Fe2O3·xH2O 它是一种疏松多孔的物质。
4. 保护金属资源的有效途径是: 防止金属的腐蚀、回收与利用废旧金属、合理有效地地开采 矿物,以及寻找金属代用品等。
实验步骤:
①.按下图组装仪器,并检查其气密性。 一氧化碳还原氧化铁 必须在封闭的硬质玻 管中进行,防止一氧 化碳污染空气。
②把少量研细的氧化铁粉末装进硬质玻璃管中。 ③把硬质玻璃管接入装置系统中,先通入一氧化碳气体 排除空气,防止一氧化碳与空气混合受热爆炸。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。待排尽 后,点燃酒精喷灯,并观察装置中所发生的变化。 ④当红色粉末已转变成黑色后,停止加热,再通入一会 儿一氧化碳,直至玻璃管冷却,防止Fe被氧化。同时还可防 止石灰水倒吸。
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%)



烧杯+稀硫酸
200g 150g 150g
加入的铁样品
⑴三角架: 刷漆 ⑵钢线(辐条): ⑶钢圈: 镀一层耐腐蚀的金属 ⑷链条: 涂油等 平时要保持自行车的洁净与干燥(或涂油)!
思考:根据铜绿的化学式Cu2(OH)2CO3分 析铜生锈的条件又是什么?
推理依据是按铜绿的化学式可知:铜 绿含C、H、O、Cu四种元素,若无空气中 的O2、H2O、CO2 等对铜发生作用则铜绿 中不可能含O、C、H等元素。在潮湿的空气 中铜与氧气、水、二氧化碳等作用生成了铜 绿。 用白醋浸泡可除去铜锈。
3.日常生活中的一些铁制品经常会被锈蚀。
下列做法中不能起防锈作用的是( B )
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在铁器表面刷油漆
⑤自行车脏了用清水冲洗
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.②⑤
B.③⑤⑥
C.①③⑦
D.②⑥⑦
4.全世界每年因生锈损失的钢铁约占世界 钢铁年产量的1/4。某学生想探究铁生锈的条件,他将 干净的铁钉分别同时入放A、B、C三支试管中进行研究。
防止铁生锈的方法(破坏铁生锈的条件即可):P20
1.保持铁制品表面的洁净和干燥。 2.在铁制品表面涂油、刷漆、搪瓷、镀上 耐腐蚀的 金属、烤蓝(即表面生成致密的氧化膜保护层),使铁 制品与空气隔绝。
3.制成耐腐蚀的合金,如不锈钢,就是在钢中加入一 点镍和铬而制成的合金。
讨论: 自行车防锈措施有哪些?
4. 保护金属资源的有效途径是防止金属的腐蚀、回收与利用废 旧金属、合理有效地地开采矿物,以及寻找金属代用品等。
本单元小结:
一、金属和金属材料 金属与非金属物理性质的比较:
物理性质 状态 密度
金属
非金属
在常温下,除汞 在常温下,有 (Hg)是液体外,其余 固、液、气三态 都是固体
一般较大
一般较小
光泽
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
百度文库
氧化铁与铝壶表面的氧化铝膜性质比较
结构特点
铁锈
(Fe2O3)
疏松多孔
氧化铝
(Al2O3)
致密结实
若不除去结果 完全锈蚀 使铝“自我保护”
铁生锈的条件: 铁与空气中的氧气、水蒸气发生化学反应。
9g
9g 14g
充分反应后,烧杯+剩余物
208.7g 158.7g 163.7g
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?
烧杯+稀硫酸 加入的铁样品 充分反应后,烧杯+剩余物
相关文档
最新文档