课题3 金属资源的利用和保护

课题3 金属资源的利用和保护
在实际生产时，所用的原料或产物 一般都含有杂质，在计算用料和产 量时，应考虑到杂质问题。
例题：用1000 t含氧化铁80％的赤铁矿石，理论上可以 炼出含铁96％的生铁多少 t ?
解：设理论上可以炼出含铁96的生铁的质量为x Fe2O3 ------------------2 Fe 160 1000t×80％ ∵ 160 1000t×80％ 2×56 x·96% 2×56 x·96%
一氧化碳还原氧化铁
（3）实验步骤： ①检查装置的气密性； ②将适量的氧化铁放入玻璃管内； ③点燃装置最右边的酒精灯并通入一氧化碳 气体； ④待装置内的空气完全排净后，点燃酒精喷 灯给氧化铁加热； ⑤当玻璃管内的红色粉末变为黑色时，停止 加热； ⑥待玻璃管内的固体冷却后，停止通入一氧 化碳，最后熄灭装置最右边的酒精灯。
（2）回收和利用废旧金属
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。 废旧金属的回收利用还可以减少对环境的污染。例 如，废旧电池中含有汞等，如果废旧电池随意丢弃，汞 等渗出会造成地下水和土壤的污染，威胁人类健康。如 果将汞等回收利用，不仅可以节约金属资源，而且还可 以减少对环境的污染。
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？
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
刷油漆 镀铬 涂油
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 （2）(3)、
（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 C、D ）
请解释下列实验的现象
①干燥空气中 ③浸没水中 ④部分浸没食盐水中 ②部分浸没水中
液面处铁 锈较多
干燥剂
课题3 金属资源的利用和保护
其它影响因素：温度、盐等
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？
与氧气、水和二氧化碳接触
课题3 金属资源的利用和保护
（3）铁制品的防护措施
你知道吗？
（3）合理开采矿物
（4）寻找金属的代用品
小结
铁生锈的主要条件是与 保护金属资源的有效 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
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
防止铁生锈的原理 －－就是破坏铁生 锈的条件 ①隔绝空气
②隔绝水
课题3 金属资源的利用和保护
金属防腐蚀的方法：
改变金属的本质
制成合金钢，如不锈钢
形成保护层
刷油漆、涂油、烧制搪瓷、电镀上一层耐腐 蚀的金属、通过化学方法使表面形成氧化物 薄膜等
改善腐蚀环境等等
保持铁制品表面干燥和洁净
课题3 金属资源的利用和保护
课题3 金属资源的利用和保护
资料二：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%。
金属的利用给人类带来 了巨大的便利。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
铁生锈条件的探究
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。
课题3 金属资源的利用和保护
金属的存在形式
单质：少数化学性质较不活泼的金属， 如金、银、铜等 化合物：化学性质较活泼的金属，如铁、 锌、钠和钙等
孔雀石(Cu2(OH)2CO3 )
闪锌矿
图8－16 自然界以单质形式存在的金
图8－17 自然界以单质形式存在的银
黄铁矿: FeS2
赤铁矿: Fe2O3 菱铁矿: FeCO3
课题3 金属资源的利用和保护
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金属活动性顺序表：
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
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引入
由前面的学习我们知道，金属是 一类重要的材料，人类的生活和 生产都离不开金属，由于地球上 的金属资源是有限的，所以我们 要对它进行合理的利用和保护。
Ⅰ
Ⅱ
Ⅲ
课题3 金属资源的利用和保护
阅读第17—18页内容，结合实验结果， 回答下列问题： 1、铁制品锈蚀的条件是？ 2 、在金属活动性顺序中，铝比铁活 泼，为什么生活中铁易生锈而铝却不 生锈？ 3、如何防止铁生锈？ 4、完成课本第18页“讨论”
铁生锈条件的探究
现象 分析 铁既与水接触， 又与氧气接触 结论
∴ x=
2×56× 1000t×80％
160×96%
= 583 t
答：略。
生活启示
生活中随处可见铁器生锈的场 景，事实上，每年全世界有 30%的钢铁都因为锈蚀而浪费 掉了，让我们先看一组图片和 两个资料。
课题3 金属资源的利用和保护
二、金属资源的保护
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。
黄铜矿：CuFeS2
铝土矿: Al2O3 辉铜矿：Cu2S
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一、铁的冶炼
课题3 金属资源的利用和保护
阅读课本p15--16思考
1、分析原料是什么？ 原料产物是否为纯净物？ 2、分析工业炼铁的原理？
主要设备？
3、实验前先通入一氧化碳的原因？
4、尾气的处理方法是？
一、铁的冶炼
1、原料：
黄铁矿 赤铁矿 焦炭、石灰石、铁矿石 菱铁矿 磁铁矿
FeS2 Fe2O3 FeCO3 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
3、主要设备：高炉
Fe2O3+3CO
高温
2Fe+3CO2
课题3 金属资源的利用和保护
4、实验室模拟冶炼的实验装置和步骤：
试管Ⅰ
生锈
试管Ⅱ
不生锈
铁只与水接触
在水、 氧气同 时存在 的环境 中铁能 生锈
试管Ⅲ
不生锈
铁只与氧气接触
课题3 金属资源的利用和保护
实验：探究铁生锈的条件
铁生锈的条件：
与氧气（或空气）接触 与水接触
课题3 金属资源的利用和保护
思考：铁生锈的条件除了和氧气水接触外还有没 有其它影响因素？
课题3 金属资源的利用和保护
课题3 金属资源的利用和保护
金属资源的保护
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。
课题3 金属资源的利用和保护
资料二：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%。
思 考
（1）防止金属腐蚀