课题三金属资源利用和保护PPT课件.ppt

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1、关于课题三金属资源的利用和保护第一张，PPT共三十七页，创作于2022年6月人类生活离不开金属人类生活离不开金属第二张，PPT共三十七页，创作于2022年6月金属有广泛的用途，对于人类社会起着不可替代的作用!军事与科技也需要大量的金属军事与科技也需要大量的金属第三张，PPT共三十七页，创作于2022年6月一一.金属元素在自然界中的存在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金属元素在自然界中分布很广，极少数不活泼的金属（如金、银等）有（如金、银等）有单质形式单质形式存在；存在；第四张，PPT共三十七页，创作于2022年6月图图52 地壳中金属的百分含量地壳中金属

2、的百分含量 含有矿物的岩石称为含有矿物的岩石称为矿石。矿石。铁矿石等都是常见的矿石铁矿石等都是常见的矿石 其余大多数以其余大多数以化合物化合物的的形式存在。金属化合物在自然形式存在。金属化合物在自然界中以界中以矿物矿物的形式存在。的形式存在。元素名元素名称称质量分质量分数数/元素名元素名称称质量分质量分数数/铝铝7.73镁镁2.00铁铁4.75锌锌0.008钙钙3.45铜铜0.007钠钠2.74银银0.00001钾钾2.47金金0.0000005第五张，PPT共三十七页，创作于2022年6月赤铁矿赤铁矿黄铁矿黄铁矿FeSFeS2 2菱铁矿菱铁矿FeCOFeCOFeCOFeCO3 3 3 3铝铝

3、土土矿矿黄铜矿黄铜矿辉铜矿辉铜矿Fe2O3常见几种金属矿物的成分常见几种金属矿物的成分第六张，PPT共三十七页，创作于2022年6月 孔雀石孔雀石 Cu2(OH)2CO3赤铜矿赤铜矿 Cu2O磁铁矿磁铁矿（主要成分（主要成分FeFe3 3O O4 4）第七张，PPT共三十七页，创作于2022年6月罕见的铜矿石毛赤铜矿(Cu2O)第八张，PPT共三十七页，创作于2022年6月 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，其中国家这一，矿物储量也很丰富，其中钨、钼、钛、钨、钼、钛、锡、锑锡、锑等储量居世界前列，等储量居世界前列，铜、铝、锰

4、铜、铝、锰等储量在等储量在世界观上也占有重要志地位。世界观上也占有重要志地位。大自然向人类提供了丰富的大自然向人类提供了丰富的金属矿物资源金属矿物资源，人类，人类每年要提炼数以每年要提炼数以亿吨计的金属亿吨计的金属用于工农业生产和其用于工农业生产和其它领域。其中，提取量最大的是它领域。其中，提取量最大的是铁铁。第九张，PPT共三十七页，创作于2022年6月二二.铁的冶炼铁的冶炼为纪念为纪念1996年中国钢产产量突破年中国钢产产量突破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第十张，PPT共三十七页，创作于2022年6月现象：现象：红色红色粉末粉末变成变成

5、黑色黑色，澄清的，澄清的石灰水变浑浊。石灰水变浑浊。点燃尾气有点燃尾气有蓝色蓝色火火焰焰一氧化碳还原氧化铁一氧化碳还原氧化铁实验室实验室实验室实验室相关的化学方程式：相关的化学方程式：相关的化学方程式：相关的化学方程式：Fe2O3 +3CO 2Fe +3CO2CO2 +Ca(OH)2 CaCO3 +H2O2CO +O2 2CO2点燃点燃点燃点燃高温高温高温高温用酒精灯点燃尾气的用酒精灯点燃尾气的作用是作用是防止一氧化碳污染空气防止一氧化碳污染空气第十一张，PPT共三十七页，创作于2022年6月实验步骤：实验步骤：1、检查装置气密性、检查装置气密性2、将适量的氧化铁装入试管并固定装置、将适量的氧

6、化铁装入试管并固定装置3、点燃右边点燃右边酒精灯酒精灯4、通入一氧化碳通入一氧化碳气体气体5、点燃酒精喷灯给氧化铁加热、点燃酒精喷灯给氧化铁加热6、待硬质玻璃管内红色物质完全变为黑色时停止加热、待硬质玻璃管内红色物质完全变为黑色时停止加热7、待玻璃管内固体冷却后、待玻璃管内固体冷却后停止通入一氧化碳停止通入一氧化碳，然后，然后熄灭右边酒精灯熄灭右边酒精灯实验完毕后，停止加热时要继续通实验完毕后，停止加热时要继续通CO至玻璃管内固体冷却，至玻璃管内固体冷却，防止防止石灰水倒吸石灰水倒吸,使试管炸裂。使试管炸裂。实验前要先通实验前要先通CO将玻璃管中的空气排尽再加热，将玻璃管中的空气排尽再加热，防

7、止加热时防止加热时CO与空气混与空气混合发生爆炸；合发生爆炸；第十二张，PPT共三十七页，创作于2022年6月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 Fe3O42、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从铁在高温下，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矿石中还原出来Fe2O3+3CO 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 3、设备：高炉、设备：高炉化学方程式：化学方程式：70%70%48.27%48.27%46.67%46.67%72.41%72.41%含

8、铁量含铁量第十三张，PPT共三十七页，创作于2022年6月高炉是个竖直的高炉是个竖直的圆筒形圆筒形炉子，炉炉子，炉壳用壳用钢板钢板制成，内部用制成，内部用耐火砖耐火砖作作衬里。炼铁的主要原料是衬里。炼铁的主要原料是铁矿铁矿石、焦炭、石灰石和空气石、焦炭、石灰石和空气。高温下，用还原剂（主要高温下，用还原剂（主要是一是一氧化碳氧化碳）从铁矿石里）从铁矿石里把铁还原出来把铁还原出来 工业上工业上工业上工业上第十四张，PPT共三十七页，创作于2022年6月炼铁时各物质的作用：炼铁时各物质的作用：石灰石：把杂质转化为炉渣石灰石：把杂质转化为炉渣焦炭：焦炭：燃烧放热提高炉温，并将生成的燃烧放热提高炉温，

9、并将生成的CO2还原为具有还原性的还原为具有还原性的CO，因此在炼铁，因此在炼铁高炉中起主要作用的还原剂是高炉中起主要作用的还原剂是CO，优，优点是气体还原剂具有流动性，能与矿石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。充分接触，使反应更彻底。第十五张，PPT共三十七页，创作于2022年6月例例3：用：用1000t含氧化铁含氧化铁80%的赤铁矿石，的赤铁矿石，理论上可以炼出含铁理论上可以炼出含铁96%的生铁多少吨？的生铁多少吨？注意：注意：带入化学方程式计算的数据应是带入化学方程式计算的数据应是 纯净物的质量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1000t80%7

10、0%96%=583.3t生铁的质量：生铁的质量：第十六张，PPT共三十七页，创作于2022年6月Fe2O3+3CO=3CO2+2Fe 例题：用例题：用1000 t含氧化铁含氧化铁80的赤铁矿石，理论的赤铁矿石，理论上可以炼出含铁上可以炼出含铁96的生铁多少的生铁多少 t?高温160800t112x160-800t=112-xx=560t答:理论上可以炼出含铁96%的生铁的质量为560t.解：解：1000t赤铁矿石中含氧化铁的质量为：赤铁矿石中含氧化铁的质量为：1000t80%=800t设理论上可以炼出铁的质量为设理论上可以炼出铁的质量为x含铁含铁96%的生铁的质量为：的生铁的质量为：560t9

11、6%=583t第十七张，PPT共三十七页，创作于2022年6月例题：用例题：用1000 t含氧化铁含氧化铁80的赤铁矿石，理论上可以的赤铁矿石，理论上可以 炼出含铁炼出含铁96的生铁多少的生铁多少 t?解：设理论上可以炼出含铁解：设理论上可以炼出含铁96%的生铁的质量为的生铁的质量为xFe2O3+3CO=3CO2+2Fe160 2561000t80 x96%160 256 1000t80 x96%x=256 1000t80 16096%=583 t答：略。答：略。高温高温分析：计算时应注意把反应物和生成物都换算成纯物质的量，再代入化学方程式计算分析：计算时应注意把反应物和生成物都换算成纯物质的

12、量，再代入化学方程式计算第十八张，PPT共三十七页，创作于2022年6月练习：练习：1、某钢铁厂每天需消耗、某钢铁厂每天需消耗5000t含氧化铁含氧化铁76的赤铁矿石，的赤铁矿石，该厂理论上可以日产该厂理论上可以日产Fe98的生铁多少的生铁多少t?2、冶炼、冶炼2000t含杂质含杂质3的生铁，需要含的生铁，需要含90%Fe2O3的赤铁矿的赤铁矿 石多少石多少t?第十九张，PPT共三十七页，创作于2022年6月 据有关资料报导，现在全世界每年被腐蚀而据有关资料报导，现在全世界每年被腐蚀而报废的金属设备和材料相当于年产量的报废的金属设备和材料相当于年产量的20%40%钢铁的最大的弱点就是容易生绣钢

13、铁的最大的弱点就是容易生绣三三.金属资源保护金属资源保护1.金属的腐蚀和防护金属的腐蚀和防护第二十张，PPT共三十七页，创作于2022年6月铁轨的锈蚀铁轨的锈蚀铁钉的生锈铁钉的生锈各种铁制品的锈蚀各种铁制品的锈蚀 为了减少损失，为了减少损失，需要探究需要探究金属锈蚀金属锈蚀的原因的原因、防护的方防护的方法法和和废金属的回收废金属的回收利用利用金属锈蚀给人类带金属锈蚀给人类带来了巨大的损失。来了巨大的损失。第二十一张，PPT共三十七页，创作于2022年6月全浸在水中全浸在水中干燥空气中干燥空气中一半在水中一半在水中食盐水中食盐水中稀稀H2SO4中中实验：探究铁生锈的条件实验：探究铁生锈的条件第二

14、十二张，PPT共三十七页，创作于2022年6月 一周后一周后铁钉沾了酸液铁钉沾了酸液:铁钉严重锈蚀铁钉严重锈蚀铁钉浸没一半的在食盐水中：铁钉浸没一半的在食盐水中：浸没在食盐水中的铁钉几乎全部生锈浸没在食盐水中的铁钉几乎全部生锈铁钉浸没一半在水中：铁钉浸没一半在水中：铁在空气、水的界铁在空气、水的界面处生锈面处生锈铁钉完全浸没在水中（上面还加植物油）：铁钉完全浸没在水中（上面还加植物油）：铁未生锈铁未生锈铁钉放在干燥的空气中（加干燥剂等）：铁钉放在干燥的空气中（加干燥剂等）：铁未生锈铁未生锈全浸在水中全浸在水中稀稀H2SO4中中一半在水中一半在水中食盐水中食盐水中干燥空气中干燥空气中第二十三张，

15、PPT共三十七页，创作于2022年6月1 1铁铁生生锈锈是是铁铁与与氧氧气气、水水等等物物质质相相互互作作用。（缓慢氧化用。（缓慢氧化,放热）放热）2.2.在有酸性和盐条件下会加快生锈速率在有酸性和盐条件下会加快生锈速率3 3铁铁锈锈（混混合合物物）的的主主要要成成分分是是氧氧化化铁铁Fe2O3,红棕色红棕色.结论结论:第二十四张，PPT共三十七页，创作于2022年6月在空气中锈蚀，实际上是在空气中锈蚀，实际上是铁铁跟跟氧气氧气、水水等物质等物质相互作用，发生一系列复杂的相互作用，发生一系列复杂的化学变化化学变化，使铁，使铁转化为转化为铁的化合物铁的化合物的过程。的过程。因此，铁与空气接触，又

16、有水分时，最易生因此，铁与空气接触，又有水分时，最易生锈！锈！铁锈成分复杂，主要是铁锈成分复杂，主要是FeFe2 2O O3 3XHXH2 2O O它是它是一种疏松多孔的物质一种疏松多孔的物质 铁锈铁锈这种多孔性的物质，能让水分和空气穿过它的空隙，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。不断向里层渗透，继续跟铁反应，直至铁被完全锈蚀。第二十五张，PPT共三十七页，创作于2022年6月氧化铁与铝壶表面的氧化铝膜性质比较氧化铁与铝壶表面的氧化铝膜性质比较 铁锈铁锈 (e23)氧化铝氧化铝 (Al2O3)结构特点结构特点若不除去结果若不除去结果疏

17、松多孔疏松多孔完全锈蚀完全锈蚀致密结实致密结实使铝使铝“自我保自我保护护”与空气（氧气）与空气（氧气）接触接触与水与水接触接触第二十六张，PPT共三十七页，创作于2022年6月铁生锈的条件：铁生锈的条件：与氧气（或空气）接触与氧气（或空气）接触与水接触与水接触其它影响因素：温度、盐等其它影响因素：温度、盐等思考：思考：根据铜绿的化学式根据铜绿的化学式Cu2(OH)2CO3分析铜分析铜生锈的条件又是什么？生锈的条件又是什么？与氧气、水和二氧化碳接触与氧气、水和二氧化碳接触实验：探究铁生锈的条件实验：探究铁生锈的条件第二十七张，PPT共三十七页，创作于2022年6月想一想想一想阅读教材阅读教材阅读

18、教材阅读教材P19P19页，回答下列问题：页，回答下列问题：1 1、试管、试管、试管、试管中为什么要用煮沸过的蒸馏水，且要加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、铝与氧气反应生成的氧化铝能起到保护里层铝、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？的作用。铁锈是否也能保护里层的铁呢？3、你能否根据铁生锈的条件提出防止铁制品生锈、你能否根据铁生锈的条件提出防止铁制品生锈的原理吗？的原理吗？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。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

19、。第二十八张，PPT共三十七页，创作于2022年6月4.4.加快铁生锈速率的情况加快铁生锈速率的情况酸酸性污染物的存在性污染物的存在(酸雨酸雨)加快生锈速加快生锈速度度离离子化合物的存在子化合物的存在(氯化钠氯化钠)高溫高溫(加快化学反应速度加快化学反应速度)较不活泼较不活泼金属接触金属接触（置换反应置换反应)经经刮擦或凹凸扭曲表刮擦或凹凸扭曲表面面(增增加接触面加接触面)第二十九张，PPT共三十七页，创作于2022年6月氧气氧气水水生锈生锈5.5.怎样防止铁生锈怎样防止铁生锈加上保护层加上保护层(1)(1)(1)(1)加上油漆、塑胶层或油脂加上油漆、塑胶层或油脂加上油漆、塑胶层或油脂加上油漆

20、、塑胶层或油脂第三十张，PPT共三十七页，创作于2022年6月铁油漆氧气和水不能与铁接触，所以铁不会生锈油漆剥落后油漆氧气和水与铁接触，导致铁生锈第三十一张，PPT共三十七页，创作于2022年6月(2)2)2)2)镀镀镀镀上其他金属上其他金属上其他金属上其他金属,如镀锡或铬等如镀锡或铬等如镀锡或铬等如镀锡或铬等罐头是由镀锡铁制成。罐头是由镀锡铁制成。镀铬镀铬的浴室水笼头。的浴室水笼头。第三十二张，PPT共三十七页，创作于2022年6月(3)3)牺牺牲性保护牲性保护由镀锌铁制造的水桶。由镀锌铁制造的水桶。把铁与一较活泼的金属相连把铁与一较活泼的金属相连接，因而防止铁生成接，因而防止铁生成 FeF

21、e2+2+(aq)(aq)离离子，从而防锈。子，从而防锈。第三十三张，PPT共三十七页，创作于2022年6月破损部位锌表层氧与锌反应，铁不会腐蚀铁锌块锌块第三十四张，PPT共三十七页，创作于2022年6月(4)(4)使用铁合金使用铁合金使用铁合金使用铁合金用不用不锈钢制锈钢制造的器具造的器具第三十五张，PPT共三十七页，创作于2022年6月金属防腐蚀的方法：改变金属的内部结构改变金属的内部结构 制成合金，如不锈钢制成合金，如不锈钢制成合金，如不锈钢制成合金，如不锈钢形成保护层形成保护层刷油漆、涂油、烧制搪瓷（物理方法）刷油漆、涂油、烧制搪瓷（物理方法）电镀上一层耐腐蚀的金属（镀铬、锌、锡）、通过化电镀上一层耐腐蚀的金属（镀铬、锌、锡）、通过化电镀上一层耐腐蚀的金属（镀铬、锌、锡）、通过化电镀上一层耐腐蚀的金属（镀铬、锌、锡）、通过化学反应使表面形成致密的氧化物薄膜等学反应使表面形成致密的氧化物薄膜等学反应使表面形成致密的氧化物薄膜等学反应使表面形成致密的氧化物薄膜等改善腐蚀环境等等改善腐蚀环境等等 保持铁制品表面干燥和洁净保持铁制品表面干燥和洁净保持铁制品表面干燥和洁净保持铁制品表面干燥和洁净（1)1)隔绝空气或氧气隔绝空气或氧气 (2)(2)隔绝水隔绝水第三十六张，PPT共三十七页，创作于2022年6月感感谢谢大大家家观观看看第三十七张，PPT共三十七页，创作于2022年6月