金属资源的利用和保护课件.ppt

1知道一些常见金属如铁、铝、铜等金属的矿物。知道一些常见金属如铁、铝、铜等金属的矿物。2知道从铁矿石中将铁还原出来的原理、方法及注意知道从铁矿石中将铁还原出来的原理、方法及注意事项事项, ,学会描述实验现象。学会描述实验现象。3会根据化学方程式对含有某些杂质的反应物或生成会根据化学方程式对含有某些杂质的反应物或生成物进行有关计算。物进行有关计算。2.默写金属活动性顺序 （ 由强逐渐减弱）强逐渐减弱） K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb (H) Cu Hg Ag Pt Au1.写出一氧化碳和氧化铜反应的化学反应方程式. CO+CuO = Cu+CO2知识再现人类生活离不开金属人类生活离不开金属资料人们采取了许多措施，人们采取了许多措施，但每年全世界因生锈而但每年全世界因生锈而损失的钢铁约损失的钢铁约 占世界占世界年产量的年产量的四分之一！四分之一！好矛盾哦好矛盾哦, ,怎么办怎么办资料课题课题3 金属资源的利用和保护金属资源的利用和保护第一课时第一课时 （阅读（阅读14到到15页思考）页思考）1.金、银在自然界中主要以单质还是化合物金、银在自然界中主要以单质还是化合物的形式存在？的形式存在？_而铁的存在形式是而铁的存在形式是_2、人类在生活中提取含量最多的金属是、人类在生活中提取含量最多的金属是_ 2.化合物化合物一一 金属资源概况金属资源概况铁单质图图816 自然界以单质形式存在的自然界以单质形式存在的金金图图817 自然界以单质形式存在的自然界以单质形式存在的银银一一 金属资源概况金属资源概况赤赤铁铁矿矿: Fe2O3黄黄铁铁矿矿: FeS2菱菱铁铁矿矿: FeCO3矿石矿石:工业上把能用来提炼金属的矿物叫工业上把能用来提炼金属的矿物叫矿石矿石。铝铝土矿土矿: Al2O3黄黄铜铜矿：矿：CuFeS2辉辉铜铜矿：矿：Cu2S 孔雀石孔雀石 Cu2(OH)2CO3赤赤铜铜矿矿 Cu2O我们知道，我们知道，铁大多是以矿石的形式存在的，铁大多是以矿石的形式存在的，那么铁是如何由矿石冶炼得来的呢？那么铁是如何由矿石冶炼得来的呢？古代炼铁古代炼铁我国人民春秋战国时期就会冶炼铁我国人民春秋战国时期就会冶炼铁1996年纪念中国钢产量突破年纪念中国钢产量突破1亿吨发行亿吨发行的邮票的邮票上海宝山钢铁公司工业炼铁高炉上海宝山钢铁公司工业炼铁高炉二、铁的冶炼二、铁的冶炼v1 、冶炼金属的原则、冶炼金属的原则： （1）金属）金属含量高含量高 （2）经济实惠）经济实惠 （3）产物）产物 对环境影响小对环境影响小（1）原理：）原理： 用用一氧化碳一氧化碳与与赤铁矿中的赤铁矿中的氧化铁氧化铁（Fe2O3 ）反应反应2、实验室炼铁、实验室炼铁实验装置图（2）实验室炼铁实验）实验室炼铁实验 实验过程中能观察到什么现象？实验过程中能观察到什么现象？酒精喷灯、酒精灯、澄清石灰水的作用分别酒精喷灯、酒精灯、澄清石灰水的作用分别是什么？是什么？玻璃管里粉末由红色逐渐变成黑色玻璃管里粉末由红色逐渐变成黑色,澄清石灰水变浑浊，澄清石灰水变浑浊，点燃尾气有蓝色火焰点燃尾气有蓝色火焰点燃尾气，防止CO污染空气铁铁播放Fe2O3 + 3CO 2Fe + 3CO2CO2 + Ca(OH)2 CaCO3 + H2O2CO + O2 2CO2主要实验步骤主要实验步骤1.实验开始时：先通入（实验开始时：先通入（ ），再点燃（），再点燃（ ） 2.实验结束时：先熄灭（实验结束时：先熄灭（ ），），停止通入（停止通入（ ） 理由1.排净玻璃管中的空气，防止爆炸排净玻璃管中的空气，防止爆炸2.防止高温下生成的铁粉被氧化防止高温下生成的铁粉被氧化CO酒精喷灯酒精喷灯CO-CO 早出晚归早出晚归play铁矿石、石灰石、焦炭、空气铁矿石、石灰石、焦炭、空气在高温下，利用焦炭与氧气反应生成的一氧化在高温下，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碳把铁从铁矿石中还原出来（3）主要化学方程式主要化学方程式： Fe2O3+3CO 2Fe+3CO2高温高温化学方程式表示的是化学方程式表示的是纯净物之间的纯净物之间的质量关系质量关系在实际生产中，所用的原料或产物一般都是在实际生产中，所用的原料或产物一般都是含有杂质的。因此，在实际生产中必然会涉含有杂质的。因此，在实际生产中必然会涉及到杂质的计算问题。当参与反应的物质含及到杂质的计算问题。当参与反应的物质含杂质杂质时，应先要把含时，应先要把含杂质物质的质量杂质物质的质量换算成换算成纯净物质的质量纯净物质的质量，再进行计算，再进行计算 三、有关杂质问题的计算=不纯物质的质量不纯物质的质量（1-杂质的质量分数）杂质的质量分数）公式公式:纯物质质量不纯物质质量纯物质质量不纯物质质量纯物质所占的质量分数纯物质所占的质量分数例例2 2 计算含铁的质量分数为计算含铁的质量分数为56%56%的的生铁生铁多少吨才多少吨才含含铁铁560t560t？例例1 1、1000t1000t含氧化铁含氧化铁80%80%的赤铁矿石中含氧化铁的质量的赤铁矿石中含氧化铁的质量是多少？是多少？纯物质质量不纯物质质量纯物质质量不纯物质质量纯物质所占质量分数纯物质所占质量分数 解解:氧化铁的质量氧化铁的质量：1000t800t80%=解：生铁的质量为：解：生铁的质量为： 560t56%= 1000t例例3、某钢铁厂用、某钢铁厂用1000t含氧化铁含氧化铁80%的的赤铁矿石赤铁矿石，理，理论上可以炼出含铁论上可以炼出含铁96%的的生铁生铁的质量多少吨？的质量多少吨？分析: 反应方程式 Fe2O3+3CO 2Fe+3CO2高温高温氧化铁氧化铁的质量铁的质量铁的质量已知 赤铁矿石质量赤铁矿石质量 求求 生铁的质量生铁的质量例例3、某钢铁厂用、某钢铁厂用1000t含氧化铁含氧化铁80%的的赤铁矿石赤铁矿石，理论上可以炼出，理论上可以炼出含铁含铁96%的的生铁生铁的质量多少吨？的质量多少吨？解解: 1000t赤铁矿石中含有赤铁矿石中含有氧化铁氧化铁的的质量质量:1000t 80%= 800tFe2O3+3CO 2Fe+3CO2高温高温设每天可以炼出的设每天可以炼出的铁铁的质量为的质量为X 160 112 900 t X900 tXX=560 t = 160 t 112537.6t96%=583t答:略生铁的质量为:解:设理论上可炼出含铁96%的生铁的质量XFe2O3+3CO 2Fe+3CO2高温高温160 1121000t 80% X96% 160 1000t 80% 112 X96% X= 583t答答:设理论上可炼出含铁96%的生铁的质量为为583t.=练习练习1 1：要炼出含杂质要炼出含杂质10%10%的的生铁生铁11601160吨，需要含吨，需要含氧化铁质量分数为氧化铁质量分数为90%90%的赤铁矿石多少？的赤铁矿石多少？解：设需要含氧化铁质量分数为需要含氧化铁质量分数为90%的赤铁矿石的赤铁矿石X？Fe2O3+3CO 2Fe+3CO2高温高温160 112X 90% 1120（1-10%） 160 X 90% 112 1120（1-10%）=X=1600答：略。巩固提高焦炭焦炭 A B 高温高温过量空气过量空气 高温高温 焦炭焦炭 高温高温赤铁矿石赤铁矿石2、某炼铁厂用于炼铁的主要原料是赤铁矿石（主要、某炼铁厂用于炼铁的主要原料是赤铁矿石（主要含有含有FeFe2 2O O3 3 ）、焦炭、空气等，主要反应过程如下）、焦炭、空气等，主要反应过程如下图图示：示： 炼铁厂用于炼铁的主要设备是：。炼铁厂用于炼铁的主要设备是：。 在上述框图中在上述框图中A、B所对应的有关反应生成物的化所对应的有关反应生成物的化学式分别是：、学式分别是：、 。 写出上述反应的化学方程式。写出上述反应的化学方程式。 ； 在此过程中，焦炭的作用是在此过程中，焦炭的作用是 、 。高炉高炉一氧化碳一氧化碳点燃点燃C + O2 = CO2高温高温C + CO2 = 2COFe2O3 + 3CO = 2Fe + 3CO2高温高温产生一氧化碳产生一氧化碳提供热量提供热量二氧化碳二氧化碳铁铁 通过本节课的学习，你有何通过本节课的学习，你有何收获、有何体会、有何发现？收获、有何体会、有何发现？（交流自己在这节课上（交流自己在这节课上知识、应知识、应用、方法用、方法等方面的收获）等方面的收获）盘点收获盘点收获作业:课本22页4、5题知识点小结：1、铁的冶炼 2、有关含杂质方程式的计算金属和金属材料金属和金属材料金属资源的利用和保护金属资源的利用和保护第二课时第二课时铁轨的锈蚀铁钉的生锈各种铁制品的锈蚀导课：在想要和得到之间要做到！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！ 保护金属资源的原因：每年向自然界索取大量的 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 。金属矿物资源20%-40%1重点重点: :通过探究铁生锈的条件通过探究铁生锈的条件, ,掌握铁生锈的原因。掌握铁生锈的原因。2会根据铁生锈的条件会根据铁生锈的条件, ,分析防锈措施。分析防锈措施。3能列举保护金属资源的措施能列举保护金属资源的措施, ,树立珍惜资源、爱护树立珍惜资源、爱护环境的意识。环境的意识。试设计实验以证明铁制品锈蚀的条件。试设计实验以证明铁制品锈蚀的条件。取3枚洁净无锈的铁钉，分别放入3支试管中进行下面的实验步骤1：在试管1中加入少量的蒸馏水，使铁钉的一半浸没在水中步骤2：在试管2中注满迅速冷却的沸水，上面覆盖一层植物油，塞紧橡皮塞步骤3：在试管3中加入少量干燥剂（生石灰或无水氯化钙）再放一团干棉球，把铁钉放在干棉球上，塞紧橡皮塞P19:活动与探究：3分钟在想要和得到之间要做到！一周后现象分析结论试管试管试管。（缓慢氧化，放热）在想要和得到之间要做到！结论：铁制品锈蚀的过程，实际上是铁与结论：铁制品锈蚀的过程，实际上是铁与空气中的空气中的氧气、氧气、 水蒸气水蒸气等发生化学反应的等发生化学反应的过程。过程。五.讨论、点拨1：5分钟铁锈成分复杂，并且疏松多孔、易吸水，不能阻碍里层的铁与氧气、水蒸气反应。 铝与氧气反应是生成致密的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。3.为了使月饼保鲜，月饼包装盒中常常放入一小袋黑色铁粉，其主要作用是什么？吸收氧气和水分，延长月饼的保质期。4.比较吐鲁番盆地和海南岛两地，铁生锈相对较慢的地区是？说明理由。 新疆吐鲁番盆地气候干燥5.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2.氧化铁与氧化铝性质比较铁锈 (e23)氧化铝 (Al2O3)结构特点若不除去结果疏松多孔完全锈蚀致密结实使铝“自我保护”在想要和得到之间要做到！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？刷油漆涂油镀铬平时要保持自行车的洁净与干燥（或涂油）！学生讨论，教师点拨2：2分钟在想要和得到之间要做到！在机械表面涂防锈油还可以在钢铁表面镀上一层能起保护作用的其他金属。如：在钢铁表面镀锡、镀锌、和镀铬镀铜车船的表面喷油漆制成合金喷漆喷铬学生讨论，教师点拨：3分钟 防止铁生锈的方法：搪瓷（tng c），它其实是将无机玻璃质材料通过熔融凝于基体金属上并与金属牢固结合在一起的一种复合材料。在面盆、杯子、等表面烧涂搪瓷防止铁生锈的方法在想要和得到之间要做到！锯条所谓烤蓝是钢铁零件表面处理的一种防腐蚀的工艺。其原理就是在钢铁表面生成一定厚度和强度的致密的氧化层，成分主要是Fe3O4 烤蓝发簪在想要和得到之间要做到！ 金属防腐蚀的方法：2分钟原理：（1)隔绝空气或氧气 (2)隔绝水方法：1.保持铁制品的洁净和干燥（改善腐蚀环境)2.在铁的表面涂上一层保护膜，如涂油、喷漆、电镀、搪瓷、烤蓝（即表面生成致密的氧化膜保护层），使铁制品与水、空气隔绝。3.制成合金，提高抗腐蚀能力，如不锈钢。就是在钢中加入一点镍和铬而制成的合金。在想要和得到之间要做到！学生讨论，教师点拨4：2分钟怎样保护金属资源呢？ 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。一.防止金属的腐蚀 二.回收利用废旧金属三.合理有效开采矿物 四.寻找金属的代用品。如以塑代钢。在想要和得到之间要做到！学生讨论，教师点拨5：2分钟1.用砂皮纸磨2.用酸除锈（物理变化）（化学变化）Fe2O3+6HCl=2FeCl3+3H2OFe2O3+3H2SO4=Fe2(SO4)3+H2O在想要和得到之间要做到！如何除锈呢？学生讨论，教师点拨6：铁生锈的利用:2分钟 铁生锈过程中会释放热量，人们想方设法让这些热量聚集并持续均匀地散发出来，作为一种热源为人们服务。此外，人们还将铁粉作为某些食品包装中的双吸剂，从而防止食品受潮和氧化。铁燃烧和铁生锈的关系：实质相同，都是氧化反应，但也有区别铁燃烧是剧烈氧化，产物是四氧化三铁，黑色铁生锈是缓慢氧化，产物是氧化铁，呈红棕色在想要和得到之间要做到！资料：稀土是储量较少的一类金属的统称，有“工业的维生素”的美誉，广泛应用于新能源、新材料、航空航天、电子信息等尖端科技领域，是不可再生的重要战略资源。有关资料显示：学生讨论教师点拨 （3分钟）u到目前为止，我国的稀土储量居世界第一位。但据估算，1970年，我国已探明的稀土储量约占世界总储量的75%左右；到2005年，这一比例下降到55%左右；近几年来，这一比例继续下降。u据估算，目前我国稀土生产量约占世界总产量的80%以上，居世界第一位。按现在的生产量计算，我国的稀土储备仅能维持15-20年。u目前，我国的稀土消费量居世界第一位。其中，应用在新材料领域的消费量已占总消费量的50%以上。1.加强法律监督，严禁不顾国家利益的乱采矿2.努力发展本国科技，提高稀土金属利用率3.采取有效的废旧稀土金属的回收等u据估算，目前我国60%以上的稀土产品出口到国外。处于环境保护和资源储备等因素的考虑，有些发达国家封存本国的稀土矿而从我国进口稀土产品。u我国生产的主要是低端稀土产品，在高端产品方面远落后于发达国家。u我国在稀土开采与生产过程中存在着资源浪费、生态破坏和乱采滥挖等问题。u我国从1999年开始实行稀土出口配额管理；2011年，国务院关于促进稀土行业持续健康发展的若干意见发布。 结合以上信息，并查阅有关资料，就我国稀土资源的合理利用和保护问题谈谈你的看法，并与同学交流。小结：Make friends with you防止金属锈蚀的简单方法2保护金属资源的主要途径31金属锈蚀的条件小结：Make friends with you防止金属锈蚀的简单方法2保护金属资源的主要途径31金属锈蚀的条件LOGO5. （2010桂林25）小红同学为研究金属腐蚀的条件，用细尼龙线将三根大小相同的铁钉分别固定在下图所示的三个液面高度相同的相同装置中，放置一星期后观察现象。下列描述错误的是A.装置的铁钉一侧的液面一定会上升 B.装置、中的铁钉都被腐蚀C.比较铁钉一侧的液面,装置比装置I的高 D.装置中的铁钉几乎没被腐蚀C