第八单元课题3金属资源的利用和保护.ppt

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1、一一.金属资源概况金属资源概况 地球上的金属资源广泛存在于地壳和海洋中，极少地球上的金属资源广泛存在于地壳和海洋中，极少数不活泼的金属（如金、银等）有数不活泼的金属（如金、银等）有单质形式单质形式存在；存在；自然界以单质形式存在的金自然界以单质形式存在的金自然界以单质形式存在的银自然界以单质形式存在的银 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金属活动性由强逐渐减弱赤铁矿赤铁矿黄铁矿黄铁矿菱铁矿菱铁矿铝铝士士矿矿黄铜矿黄铜矿辉铜矿辉铜矿Fe2O3 其余大多数其余大多数金属金属是以是以化合物化合物的形式存在。金属的形式存在。金

2、属化合物在自然界中以化合物在自然界中以矿物矿物的形式存在。的形式存在。把含有某把含有某种金属的矿物叫矿石。种金属的矿物叫矿石。 孔雀石孔雀石 Cu2(OH)2CO3赤铜矿赤铜矿 Cu2O 我国是世界上已知矿物种类比较齐全的少数我国是世界上已知矿物种类比较齐全的少数国家这一，矿物储量也很丰富，其中钨、钼、国家这一，矿物储量也很丰富，其中钨、钼、钛、锡、锑等储量居世界前列，铜、铝、锰等钛、锡、锑等储量居世界前列，铜、铝、锰等储量在世界上也占有重要志地位。但由于人口储量在世界上也占有重要志地位。但由于人口众多，人均拥有量约为世界人均水平的众多，人均拥有量约为世界人均水平的1 13 3，居世界第居世界

3、第8080位。位。 大自然向人类提供了丰富的金属矿物资大自然向人类提供了丰富的金属矿物资源，人类每年要提炼数以亿吨计的金属用源，人类每年要提炼数以亿吨计的金属用于工农业生产和其它领域。其中，提取量于工农业生产和其它领域。其中，提取量最大的是最大的是铁铁。二、铁的冶炼二、铁的冶炼早在春秋战国时期，我国就开始生产和使用铁器，早在春秋战国时期，我国就开始生产和使用铁器，从公元从公元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。为纪念为纪念1996年中国钢产产量突年中国钢产产量突破破1亿吨而发行的邮票亿吨而发行的邮票上海宝山钢铁公司炼铁高炉上海宝山钢铁公司炼铁高炉

4、钢的主要成分就是铁。钢和铁有着非常广泛和重要的应用，钢的主要成分就是铁。钢和铁有着非常广泛和重要的应用，它们在某种程度上代表了一个国家工业发展的水平。新中国成它们在某种程度上代表了一个国家工业发展的水平。新中国成立后，我国的钢铁工业得到了飞速的发展。立后，我国的钢铁工业得到了飞速的发展。19491949年，我国的钢年，我国的钢产量只有产量只有15158 8万吨，居世界第万吨，居世界第2626位；位；19961996年，我国的钢产量首年，我国的钢产量首次突破次突破1 1亿吨，居世界前茅亿吨，居世界前茅。（1 1）现象：）现象：红色红色粉末变成粉末变成黑色黑色，澄，澄清的石灰水变浑浊。清的石灰水变

5、浑浊。点燃尾气有点燃尾气有蓝色蓝色火火焰焰1、实验室：一氧化碳还原氧化铁、实验室：一氧化碳还原氧化铁Fe2O3 + 3CO = 2Fe + 3CO2CO2 + Ca(OH)2 =CaCO3+ H2O2CO + O2 =2CO2用酒精灯点燃用酒精灯点燃尾气的作用是尾气的作用是防止一氧化碳防止一氧化碳污染空气污染空气点燃点燃（1）原料：）原料：黄铁矿黄铁矿 FeS2赤铁矿赤铁矿 Fe2O3菱铁矿菱铁矿 FeCO3磁铁矿磁铁矿 Fe3O4（2）原理：）原理：在高温下，利用焦炭与氧气反应生成的一氧化碳把铁在高温下，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从铁矿石中还原出来Fe2O3+3C

6、O 2Fe+3CO2高温高温石灰石、石灰石、铁矿石铁矿石焦炭、空气焦炭、空气3）设备：高炉）设备：高炉化学方程式：化学方程式：70%含铁量含铁量2、工业炼铁：、工业炼铁：(4) 产品产品：生铁生铁铁矿石铁矿石焦炭焦炭热空气热空气炉炉渣渣出出口口生铁生铁出口出口石灰石石灰石高炉炼铁图：高炉炼铁图：C + O2 = CO2点燃点燃CO2 + C = 2CO高温高温Fe2O3 + 3CO=2Fe + 3CO2高温高温有关炼铁的计算有关炼铁的计算【例题】用【例题】用1000t1000t含氧化铁含氧化铁80%80%的赤铁矿石，理论上的赤铁矿石，理论上可以炼出含铁可以炼出含铁96%96%的生铁的质量是多少

7、？的生铁的质量是多少？改为一：用含杂质为改为一：用含杂质为20%20%的赤铁矿石，理论上可炼的赤铁矿石，理论上可炼出含铁出含铁96%96%的生铁质量是多少？的生铁质量是多少？改为二：冶炼改为二：冶炼1000t1000t含杂质含杂质3%3%的生铁需要含的生铁需要含FeFe2 2O O3 3为为85%85%的赤铁矿石多少的赤铁矿石多少t?t?资料一：人类每年要向自然界索取大量的金属资料一：人类每年要向自然界索取大量的金属矿物资源，以提取数以亿吨计的金属。金属矿物资源，以提取数以亿吨计的金属。金属矿矿物的储量有限，而且不能再生。根据已探明的一些物的储量有限，而且不能再生。根据已探明的一些矿物的储藏量

8、，并根据目前这些金属的消耗速度，矿物的储藏量，并根据目前这些金属的消耗速度，有人估计一些矿物可供开采的年限如下图所示（不有人估计一些矿物可供开采的年限如下图所示（不包括今后新探明的矿物储量、一些国家的金属储备包括今后新探明的矿物储量、一些国家的金属储备量和金属的回收利用等）。量和金属的回收利用等）。 金属锈蚀给人类带来了巨大的损失。金属锈蚀给人类带来了巨大的损失。为为了减少损失，需要探究了减少损失，需要探究金属锈蚀的原因金属锈蚀的原因、防防护的方法护的方法和和废旧金属的回收利用废旧金属的回收利用生锈严重。不生锈不生锈。生锈。活动一活动一 探究铁生锈的条件探究铁生锈的条件 盐水 蒸馏水 蒸馏水

9、干燥空气铁钉锈蚀条件的探究铁钉锈蚀条件的探究想一想想一想1 1、实验过程中中为什么要用煮沸过的蒸馏水，且要加、实验过程中中为什么要用煮沸过的蒸馏水，且要加入植物油？入植物油？2 2、铝与氧气反应生成的氧化铝能起到保护里层铝的作、铝与氧气反应生成的氧化铝能起到保护里层铝的作用。铁锈是否也能保护里层的铁呢？用。铁锈是否也能保护里层的铁呢？3 3、你能否根据铁生锈的条件提出防止铁制品生锈的原、你能否根据铁生锈的条件提出防止铁制品生锈的原理吗？理吗？是为了防止蒸馏水中溶有氧气。是为了防止蒸馏水中溶有氧气。不能，因为铁锈是疏松的。不能，因为铁锈是疏松的。小结小结铁与空气中的氧气、水蒸气发生化学反应铁与空

10、气中的氧气、水蒸气发生化学反应的过程的过程2，铁生锈条件，铁生锈条件铁与氧气、水同时接触铁与氧气、水同时接触生成物不会对反应阻碍作用生成物不会对反应阻碍作用铁锈的特点：铁锈的特点：疏松多孔疏松多孔考！考！防止铁生锈方法防止铁生锈方法只要采取任何一种方法都可以防止铁只要采取任何一种方法都可以防止铁生锈生锈2 2，防止铁生锈的措施，防止铁生锈的措施讨论讨论4：弊：铁生锈会加快铁制品腐蚀，造成资源浪费。利：利用铁生锈缓慢氧化产生的热量，制造输液加温器，暖身贴等。讨论讨论6： 据估算，回收一个铝制饮料罐比制造一个新饮据估算，回收一个铝制饮料罐比制造一个新饮料罐要便宜料罐要便宜20%20%，而且还可节约

11、金属资源和，而且还可节约金属资源和95%95%的能的能源。源。1t1t废钢铁回炉冶炼可炼成近废钢铁回炉冶炼可炼成近1t1t的钢，跟用铁矿的钢，跟用铁矿石冶炼比，能节约石冶炼比，能节约11t11t煤和铁矿石，减少污染空气的煤和铁矿石，减少污染空气的悬浮微粒悬浮微粒11kg11kg。目前世界上已有。目前世界上已有50%50%以上的铁的以上的铁的90%90%以上的金得到了回收利用。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。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。资源，而且还可以减少对环境的污染。