课题3金属资源的利用和保护课件.ppt

课题3 金属资源的利用和保护 1.1.知道一些常见的金属知道一些常见的金属(铁等铁等)矿物，了解从铁矿石矿物，了解从铁矿石中将铁复原出来的方法中将铁复原出来的方法 2.2.了解导致钢铁锈蚀的因素以及减缓钢铁锈蚀的方了解导致钢铁锈蚀的因素以及减缓钢铁锈蚀的方法法 3.3.知道废弃金属对环境的污染，认识回收金属的重知道废弃金属对环境的污染，认识回收金属的重要性要性 自然界中以单质形式存在的金自然界中以单质形式存在的金 自然界中以单质形式存在的银自然界中以单质形式存在的银 新 知 导 学 赤铁矿主要成分是赤铁矿主要成分是Fe2O3)Fe2O3)黄铁矿黄铁矿 菱铁矿菱铁矿 铝土矿铝土矿 黄铜矿黄铜矿 辉铜矿辉铜矿 1.1.金属资源的存在：金属资源的存在：_。2.2.金属元素在地壳中的含量：排在前两位的是金属元素在地壳中的含量：排在前两位的是_、_。3.3.自然界中金属的存在形式：自然界中金属的存在形式：_、_。4.4.以化合物形式存在的金属具体表现为：以化合物形式存在的金属具体表现为：_。5.5.我国矿物种类和储量情况：我国矿物种类和储量情况：_。铝铝 铁铁 地壳和海洋地壳和海洋 单质单质 化合物化合物 矿石矿石 齐全、丰富齐全、丰富 早在春秋战国时期，我国就开始生产和使用铁早在春秋战国时期，我国就开始生产和使用铁器，从器，从1 1世纪起，铁便成了一种最主要的金属材料。世纪起，铁便成了一种最主要的金属材料。上海宝山钢铁公司炼铁高炉上海宝山钢铁公司炼铁高炉 为纪念为纪念19961996年中国钢产量突破年中国钢产量突破1 1亿吨而发行亿吨而发行的邮票的邮票 铁矿石是怎样炼成铁的呢？让我们通过实铁矿石是怎样炼成铁的呢？让我们通过实验来研究铁冶炼的化学原理。验来研究铁冶炼的化学原理。一氧化碳与氧化铁的反响一氧化碳与氧化铁的反响 一、铁的冶炼一、铁的冶炼 实验原理实验原理 实验步骤实验步骤 实验现象实验现象 实验应注意哪些问题？先加热还是先通实验应注意哪些问题？先加热还是先通气？实验完毕时先停止加热吗？气？实验完毕时先停止加热吗？实验需要改进吗？一氧化碳有毒，实验实验需要改进吗？一氧化碳有毒，实验完毕的尾气怎么处理？完毕的尾气怎么处理？一氧化碳复原氧化铁实验一氧化碳复原氧化铁实验 实验原理：实验原理：实验操作：实验操作：1.1.按上图组装仪器，并检查气密性按上图组装仪器，并检查气密性 2.2.把少量研细的氧化铁粉末装进硬质玻璃管中，把少量研细的氧化铁粉末装进硬质玻璃管中，轻轻转动玻璃管，使氧化铁粉末均匀地附在玻璃轻轻转动玻璃管，使氧化铁粉末均匀地附在玻璃管内壁上管内壁上 FeFe2 2O O3 3 +3+3COCO =2Fe+3CO=2Fe+3CO2 2 高温高温 3.3.把硬质玻璃管接入装置系统中，把硬质玻璃管接入装置系统中，先通入一氧化碳先通入一氧化碳气体排出管内的空气；待排尽后，气体排出管内的空气；待排尽后，点燃点燃出气口处的出气口处的酒精灯及酒精喷灯，并观察装置中所发生的变化。酒精灯及酒精喷灯，并观察装置中所发生的变化。4.4.当红棕色粉末已转变成黑色后，当红棕色粉末已转变成黑色后，先停止加热，先停止加热，再再通一会儿一氧化碳，直至玻璃管冷却。通一会儿一氧化碳，直至玻璃管冷却。将产生的气体通入到澄清石灰水中，澄清石将产生的气体通入到澄清石灰水中，澄清石灰水变浑浊，那么生成二氧化碳：灰水变浑浊，那么生成二氧化碳：CO2+Ca(OH)2=CaCO3+H2O CO2+Ca(OH)2=CaCO3+H2O；红色粉末变黑色，；红色粉末变黑色，用磁铁检验，证明黑色粉末为铁。用磁铁检验，证明黑色粉末为铁。红棕色氧化铁粉末逐渐变成黑色，红棕色氧化铁粉末逐渐变成黑色，同时澄清的石灰水逐渐变浑浊。同时澄清的石灰水逐渐变浑浊。实验现象：实验现象：问题讨论：问题讨论：1.1.如何验证反响中生成了什么物质？如何验证反响中生成了什么物质？把尾气烧掉，防止污染空气。把尾气烧掉，防止污染空气。2.2.装置中右边的酒精灯起什么作用？装置中右边的酒精灯起什么作用？3.3.石灰水的作用有哪些？石灰水的作用有哪些？澄清石灰水用来检验生成物二氧化碳，澄清石灰水用来检验生成物二氧化碳，并吸收二氧化碳，便于处理尾气。并吸收二氧化碳，便于处理尾气。1.1.一氧化碳复原氧化铁是在封闭的硬质玻璃管中一氧化碳复原氧化铁是在封闭的硬质玻璃管中进行的，先通一氧化碳，可以把管内的空气排出，防进行的，先通一氧化碳，可以把管内的空气排出，防止一氧化碳与空气混合受热爆炸。止一氧化碳与空气混合受热爆炸。2.2.实验完毕先停止加热，还要继续通入一氧化碳实验完毕先停止加热，还要继续通入一氧化碳直到玻璃管冷却为止。防止高温的条件下，生成的铁直到玻璃管冷却为止。防止高温的条件下，生成的铁再被氧化。再被氧化。本卷须知：本卷须知：实验改进：实验改进：可将上述装置除尾气的局部，改成用气球或可将上述装置除尾气的局部，改成用气球或方方 便袋收集，这样收集得到的未燃的一氧化碳气体便袋收集，这样收集得到的未燃的一氧化碳气体可重复利用可重复利用 1.1.原料：铁矿石、焦炭、石灰石、空气原料：铁矿石、焦炭、石灰石、空气 2.2.设备：高炉设备：高炉 3.3.反响原理：反响原理：C CO2 CO2 O2 CO2 CO2CO2C 2COC 2CO Fe2O3Fe2O33CO 2Fe3CO 2Fe3CO23CO2 CaCO3 CaOCaCO3 CaOCO2 CO2 CaOCaOSiO2 CaSiO3SiO2 CaSiO3 工业炼铁工业炼铁 高温高温=高温高温=高温高温=高温高温=高温高温=实际生产中，所用原料或产物一般都含有杂实际生产中，所用原料或产物一般都含有杂质，如何进行计算？质，如何进行计算？例题：例题：用用1000t1000t含氧化铁含氧化铁80%80%的赤铁矿石，理论上可的赤铁矿石，理论上可以炼出含铁以炼出含铁96%96%的生铁的质量的生铁的质量是是多少吨？多少吨？分析：分析：带入化学方程式计算的数据应是纯净物的质量：带入化学方程式计算的数据应是纯净物的质量：赤铁矿石赤铁矿石 氧化铁氧化铁 铁铁 生铁生铁 方法方法1 1：根据化学式：根据化学式：1000t1000t80%80%70%70%96%=583.3t96%=583.3t 方法方法2 2：根据化学方程式：根据化学方程式（略）（略）如何防止生如何防止生锈？锈？二、金属资源保护二、金属资源保护 铁的生锈过程铁的生锈过程 铁生锈的实质：铁与空气中的氧气、水蒸气等发铁生锈的实质：铁与空气中的氧气、水蒸气等发生化学反响的过程。生化学反响的过程。铁锈的主要成分为：氧化铁铁锈的主要成分为：氧化铁 铁制品锈蚀的条件铁制品锈蚀的条件:铁制品与氧气或空气、水蒸气同时接触铁制品与氧气或空气、水蒸气同时接触 研究性学习研究性学习:铁的生锈过程铁的生锈过程 钢铁防锈钢铁防锈 金属的防护金属的防护 (1)(1)隔绝空气或氧气隔绝空气或氧气 (2)(2)隔绝水隔绝水 联想：你通常采用哪些措施防止自行车生锈？联想：你通常采用哪些措施防止自行车生锈？具体防锈方法具体防锈方法:a.a.“穿外衣“穿外衣加一层保护膜如：刷油漆、加一层保护膜如：刷油漆、涂油、电镀、致密的氧化膜涂油、电镀、致密的氧化膜 b.b.“打强心针“打强心针在铁中参加其他金属改变在铁中参加其他金属改变其内部结构如：制成不锈钢其内部结构如：制成不锈钢 c.c.保持铁制品洁净枯燥。保持铁制品洁净枯燥。怎样保护金属资源呢怎样保护金属资源呢 1.1.防止金属的腐蚀防止金属的腐蚀 2.2.废旧金属的回收与利用废旧金属的回收与利用 3.3.有方案、合理地开采矿物有方案、合理地开采矿物,严禁不顾国家利益的严禁不顾国家利益的乱采矿乱采矿 4.4.其他途径：寻找金属的代用品其他途径：寻找金属的代用品 【典例【典例1 1】钢铁是使用最多的金属材料，但每年因锈蚀而损】钢铁是使用最多的金属材料，但每年因锈蚀而损失的数量巨大，如何防止金属腐蚀已成为科学研究中的重大失的数量巨大，如何防止金属腐蚀已成为科学研究中的重大问题。以下有关金属腐蚀的表达错误的选项是问题。以下有关金属腐蚀的表达错误的选项是 A.A.钢铁在潮湿的空气中比在枯燥的空气中更容易生锈钢铁在潮湿的空气中比在枯燥的空气中更容易生锈 B.B.钢铁锈蚀的实质是与空气中的氧气、水蒸气等发生了化学钢铁锈蚀的实质是与空气中的氧气、水蒸气等发生了化学变化变化 C.C.铝比钢铁中的铁活泼，因而铝的抗腐蚀性能比钢铁差铝比钢铁中的铁活泼，因而铝的抗腐蚀性能比钢铁差 D.D.在钢铁外表刷油漆可以防止钢铁锈蚀在钢铁外表刷油漆可以防止钢铁锈蚀 C C 知识点一、金属的锈蚀知识点一、金属的锈蚀 经 典 例 题 知识点二、炼铁知识点二、炼铁 B B 【典例【典例2 2】1 1磁铁矿的主要成分是：磁铁矿的主要成分是：填化学式；填化学式；2 2写出写出COCO与与Fe2O3Fe2O3在高温条件下反响的化学方程式：在高温条件下反响的化学方程式：；3 3高炉炼铁得到的主要产品是高炉炼铁得到的主要产品是 填序号。填序号。A A纯铁纯铁 B B生铁生铁 C C钢钢 FeFe3 3O O4 4 FeFe2 2O O3 3 +3CO=2Fe+3CO+3CO=2Fe+3CO2 2 高温高温 1.1.铁钉在以下哪些情况下容易生锈铁钉在以下哪些情况下容易生锈 A.A.在枯燥的空气中在枯燥的空气中 B.B.在潮湿的空气中在潮湿的空气中 C.C.局部浸入食盐水中局部浸入食盐水中 D.D.浸没于植物油中浸没于植物油中 2.2.关于铁丝在氧气中燃烧、铁丝生锈的说法正确关于铁丝在氧气中燃烧、铁丝生锈的说法正确的选项是的选项是 A.A.铁丝燃烧产生白烟铁丝燃烧产生白烟 B.B.铁丝生锈是缓慢氧化铁丝生锈是缓慢氧化 C.C.铁丝燃烧的产物是铁丝燃烧的产物是Fe2O3 Fe2O3 D.D.铁锈的主要成分是铁锈的主要成分是Fe3O4Fe3O4 BCBC B B 3.3.如图是探究铁锈蚀条件的装置。调节如图是探究铁锈蚀条件的装置。调节L L端与端与R R端的液端的液 面使高度一致，塞紧木塞，一周后观察。以下推断错面使高度一致，塞紧木塞，一周后观察。以下推断错误的选项是误的选项是 A Ab b管中铁钉不会锈蚀管中铁钉不会锈蚀 B BL L端与端与R R端液面高度仍然保持一致端液面高度仍然保持一致 C C该实验说明铁锈蚀与空气、水有关该实验说明铁锈蚀与空气、水有关 D D假设将假设将a a管中的水改为食盐水能加快铁的锈蚀管中的水改为食盐水能加快铁的锈蚀 B 4.4.以下家庭生活垃圾：废旧书刊报纸以下家庭生活垃圾：废旧书刊报纸 废电池废电池 废弃橡胶、塑料制品废弃橡胶、塑料制品 易拉罐饮料瓶易拉罐饮料瓶 废弃废弃电线电线 破旧铁锅、铝壶破旧铁锅、铝壶 变质剩饭菜变质剩饭菜 瓜皮果瓜皮果壳壳 废弃玻璃物品等，其中可回收利用的有：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相关联的是。回收利用与保护金属资源相关联的是。5.5.人类每年都要从大自然中提取大量的金属，用于满人类每年都要从大自然中提取大量的金属，用于满足日常生活和工农业生产的需要。足日常生活和工农业生产的需要。1 1钢铁是我们日常生活中使用最多的金属材料。高钢铁是我们日常生活中使用最多的金属材料。高炉炼铁常以焦炭、铁矿石、石灰石、空气等为原料。炉炼铁常以焦炭、铁矿石、石灰石、空气等为原料。一氧化碳和一氧化碳和Fe2O3Fe2O3反响的化学方程式为反响的化学方程式为_。2 2我国钢铁年产量很高，但因锈蚀造成的损失也很我国钢铁年产量很高，但因锈蚀造成的损失也很惊人。人们常采取在铁制品外表涂刷油漆或镀上其他惊人。人们常采取在铁制品外表涂刷油漆或镀上其他金属等方法，以防止其锈蚀。上述方法所依据的原理金属等方法，以防止其锈蚀。上述方法所依据的原理是是 。将铁制品与空气和水隔绝将铁制品与空气和水隔绝 FeFe2 2O O3 3 +3CO=2Fe+3CO+3CO=2Fe+3CO2 2 高温高温 3 3我