课题3 金属资源的利用和保护 (2012新版教材同步课件)

镁（Mg）
2.00
铁（Fe）
钙（Ca）
4.75
3.45
锌（Zn）
铜（Cu）
0.008
0.007
钠（Na）
钾（K ）
2.74
2.47
银（Ag）
0.00001
金（Au） 0.0000005
课题3 金属资源的利用和保护
矿石:工业上把能用来提炼金属的矿物叫矿石。
70%
赤铁矿 Fe2O3
46.7%
黄铁矿FeS2
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
金属元素在自然界中的存在
金属元素在自然界中分布很广，极少数不活泼的
金属（如铂、金、银等）以单质形式存在；
其余的金属都以化合物形式存在
课题3 金属资源的利用和保护
金属元素在地壳中的含量
元素名称 质量分数/% 元素名称 质量分数/%
铝（Al）
7.73
课题3 金属资源的利用和保护
一、选择题 课堂评价练习 1.据估计每年因生锈而损失的钢铁约占世界年 产量的1/4，下列防锈措施中正确的是（ ） ①涂油 ②刷漆 ③砂纸 ④镀金属 ⑤经常用雨水冲洗 ⑥烤蓝 A.③⑤ B.①②④⑥ C.①②③④⑥ D.①④
B
3.在下列情况下，埋在地下的铸铁管道腐蚀最慢 的是（ ） A.在干燥、致密、不透气的土壤中 B.在潮湿、疏松、透气的土壤中 C.在潮湿、致密、不透气的土壤中 D.在潮湿、疏松、透气的酸性土壤中
课题3 金属资源的利用和保护
2.某炼铁厂用于炼铁的主要原料是赤铁矿石(主要含 有Fe2O3 )、焦炭、空气等，主要反应过程如下图示：
焦炭
① 高温 过量空气
A
② 高温
焦炭
B
③ 高温 赤铁矿石
铁
高炉 ⑴ 炼铁厂用于炼铁的主要设备是：＿＿＿＿。 ⑵ 在上述框图中A、B所对应的有关反应生成物的 化学式分别是：＿＿＿＿＿、 ＿＿＿＿＿。 二氧化碳 一氧化碳 ⑶ 写出上述反应的化学方程式。 点燃 高温 C + O2 CO2 ① ＿＿＿＿＿＿＿＿＿； ② ＿＿＿＿＿＿＿＿＿ C + CO2 2CO 高温 Fe2O3 + 3CO 2Fe + 3CO2 ③ ＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿ ⑷ 在此过程中，焦炭的作用是 ＿＿＿＿＿＿＿、 产生一氧化碳 提供热量 ＿＿＿＿＿。
解：设此样品中铁的质量为x Fe＋H2SO4= FeSO4＋H2↑
56 x 56 x 0.2g×56 2 5.6g 5.8g 2 0.2g = 5.6g
×100% = 96.55% ∴是生铁
2 0.2g
x=
Fe%=
C%=1-96.55%=3.45%
答：此铁样中铁的质量分数为96.55%，是生铁．
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
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 (Fe2O3)
氧化铝 (Al2O3)
疏松多孔 致密结实 结构特点 若不除去结果 完全锈蚀 使铝“自我保护”
课题3 金属资源的利用和保护
1.怎样防止铁制品生锈?
① 保持铁制品表面洁净、干燥;远离酸性环境。
注意：酒精灯B的作用：处理尾气，防止CO污染大气。
现象：红棕色的物质变为黑色；澄清的石灰水变浑浊。
课题3 金属资源的利用和保护
实验透视：
1.实验开始时先通CO，后加热的目的是 排除 装置内的空气，防止混合后加热时发生爆炸。 2.实验结束后先停止加热，后停止通CO 的 目的是 防止生成的铁在高温时被氧化。 红色固体变成黑色固体 3.硬质玻璃管内的现象是____________________。
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。
部分金属资源即将枯竭！
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%。 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 社会发展意味着什么？ • 2.金属腐蚀的条件是什 么？如何防腐？ • 3.如何保护金属资源？
课题3 金属资源的利用和保护
一．铁的冶炼 课题3 金属资源的利用和保护
2.工业炼铁
⑴.原理： 在高温条件下，利用还原
剂CO把铁从铁矿石中还原出来．
Fe2O3＋3CO 2Fe＋3CO2 ⑵.原料： 赤铁矿(Fe2O3) 磁铁矿(Fe3O4)
高温
高温
铁矿石、焦炭、石灰石、空气
Fe2O3＋3CO
2Fe＋3CO2
⑶.设备： 高炉 ⑷.焦炭作用：
提供热量和还原剂一氧化碳．
高温
C+CO2
点燃
2CO CO2
C+O2
石灰石作用：
将铁矿石中的SiO2变成炉渣除去．
课题3 金属资源的利用和保护
例题:用1000 t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:设理论上可以炼出含铁96％的生铁的质量为x。 Fe2O3+3CO
A
课题3 金属资源的利用和保护
二、填空题
延展 铁可以拉制成铁丝，是因为它具有______性；铁 锅可以用来炒菜，是因为铁是_____的导体。 热
要完成FeFeSO4的转化，可以让铁和________发 硫酸铜 生置换反应。 盛入在油罐车内的石油产品振荡时可产生静电， 容易引起火灾，所以油罐车尾部有一条拖地的铁 导电 链， 是利用了铁具有_____的性质。 钢铁生锈，实际上是铁、_____、____等物质相 氧气 水 互作用，发生一系列复杂的化学反应。防止铁制 品生锈，最常用的方法是____________。 刷漆、涂油等
课题3 金属资源的利用和保护
废电池的危害
电池的组成物质在使用过程中，被封存在电池壳内 部，并不会对环境造成影响。但经过长期机械磨损 和腐蚀，使得内部的重金属和酸碱等泄露出来，进 入土壤或水源，就会通过各种途径进入人的食物链。 有关资料显示，一节一号电池烂在地里，能使1 平方米的土壤永久失去利用价值；一粒纽扣电池可使 600吨水受到污染，相当于一个人一生的饮水量。在 对自然环境威胁最大的几种物质中，电池里就包含了 汞、铅、镉等多种，若将废旧电池混入生活垃圾一起 填埋，或者随手丢弃，渗出的汞及重金属物质就会渗 透于土壤、污染地下水，进而进入鱼类、农作物中， 破坏人类的生存环境，间接威胁到人类的健康。
课题3 金属资源的利用和保护
[典例1](2011 年江苏苏州模拟)为预防金属制品锈蚀，下列措
施或做法不当的是( )
A．将使用后的菜刀洗净擦干 B．在铁制门窗表面喷涂油漆 C．在铁制水管表面镀一层锌 D．用力擦去铝锅表面的氧化膜
思路点拨：防止铁锈蚀的方法是保持铁制品的洁净、干燥，
或在其表面刷漆、电镀其它金属，制成铁合金等；铝表面形成 的致密氧化膜起保护内部金属的作用。答案：D
现象
红色的粉末逐渐变成黑色，试管中的澄清石灰 水变浑浊，尾气燃烧产生蓝色火焰。 一氧化碳还原氧化铁生成铁粉与二氧化碳 高温
分析
反应式
Fe2O3+3CO
2Fe+3CO2
尾气处理 ①用燃着的酒精灯将尾气点燃②用气球收集尾气
课题3 金属资源的利用和保护 O Fe2 3 Fe
CO
石灰水
A B 步骤：1、通CO； 2、点燃处理尾气的酒精灯； 3、点燃加热Fe2O3的酒精灯； 4、停止加热Fe2O3； 5、停止通CO； 6、熄灭点燃尾气的酒精灯
48.3%
菱铁矿 FeCO3
想一想:假如你是炼铁厂的厂长，你认为哪种 矿石最不适宜作为工业炼铁的原料？
72.4%
磁铁矿 Fe3O4
铝士矿 Al2O3
黄铜矿 CuFeS2
课题3 金属资源的利用和保护
一.铁的冶炼
上海宝山钢铁公司炼铁高炉
1.实验室用一氧化碳还原氧化铁 课题3 金属资源的利用和保护
证明产物中有铁粉的方法是： 用磁铁吸(或加稀盐酸有气泡 )
② 涂保护膜: 表面刷漆、涂油或电镀、烤蓝；
③制成耐腐蚀的合金
2.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？ 镀铬
刷油漆
涂油
课题3 金属资源的利用和保护
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
思 考
二、金属资源的保护 课题3 金属资源的利用和保护
1、金属的腐蚀和防护 〔探究实验〕铁生锈的条件
课题3 金属资源的利用和保护
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· 2O xH 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。
4.石灰水有何变化________Байду номын сангаас_____________。 澄清的石灰水变浑浊
5.这个反应______(填“是”或“不是”)置换反应。 不是
课题3 金属资源的利用和保护
一氧化碳还原氧化铁
焦炭和氢气也可以用来还原铁，但 为什么选一氧化碳这种物质来炼铁呢？
•优点是气体还原剂具有流动性，能与矿石充分接触， 使反应更彻底;氢气存储和运输困难，成本更高。
课题3 金属资源的利用和保护
１．为了测定黄铜（铜锌合金）中铜的质量分 数，取20g黄铜加入足量稀硫酸产生0.4g氢气， 求黄铜中铜的质量分数．
２．用磁铁矿(主要成分Fe3O4)炼铁，要得到含 杂质4%的生铁192t，则理论需要含Fe3O4 80% 磁铁矿石多少吨？ ３．某钢铁厂每天消耗2000t含氧化铁80%的赤 铁矿，理论上可以炼出含铁98%的生铁多少吨？
高温
2Fe+3CO2 2×56 x· 96% 2×56 x· 96% = 583 t
160 1000t×80％ 160 1000t×80％
x=
2×56× 1000t×80％ 160×96%
答：理论上可以炼出含铁96％的生铁的质量为583 t 。
课题3 金属资源的利用和保护 例题2：5.8g某铁样品与足量的稀硫酸反应(杂质为 碳,不与酸反应)产生氢气的质量为0.2g,则此铁样 品中铁的质量分数为多少？此铁样是钢还是生铁 ?