《金属资源的利用和保护》金属和金属材料PPT课件.ppt

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1、课题课题3 3 金属资源的利用和保护金属资源的利用和保护AlXCu现现象象开始开始时时几乎无气泡几乎无气泡产产生生产产生气泡速度慢生气泡速度慢 无气泡无气泡产产生生一段一段时间时间后后 产产生气泡速度快生气泡速度快产产生气泡速度慢生气泡速度慢 无气泡无气泡产产生生【分析与结论分析与结论】(1)实验开始时，铝表面几乎无气泡产生的原因是实验开始时，铝表面几乎无气泡产生的原因是_。(2)铜表面始终无气泡产生的原因是铜表面始终无气泡产生的原因是_。(3)三种金属的活动性由强到弱的顺序是三种金属的活动性由强到弱的顺序是_。铝表面有一层氧化铝薄膜铝表面有一层氧化铝薄膜 1、某校同学以、某校同学以“比较比较

2、Al、X、Cu三种金属的活动性三种金属的活动性”为为课题进行实验探究。课题进行实验探究。【所用药品所用药品】溶质质量分数相同的稀盐酸，大小形状都相溶质质量分数相同的稀盐酸，大小形状都相 同的同的Al、X、Cu三种金属。三种金属。【实验记录实验记录】铜不能与稀盐酸发生铜不能与稀盐酸发生反应反应 AlX Cu 金属在自然界的存在方式：金属在自然界的存在方式：单质：单质：少数化学性质较不活泼的金属，如金、银等。少数化学性质较不活泼的金属，如金、银等。化合物：化合物：化学性质较活泼的金属，如铁、铝、铜等。化学性质较活泼的金属，如铁、铝、铜等。赤铁矿赤铁矿Fe2O3黄铁矿黄铁矿FeS2菱铁矿菱铁矿FeC

3、O3 铝士矿铝士矿Al2O3黄铜矿黄铜矿CuFeS2辉铜矿辉铜矿Cu2S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。铁矿石铁矿石 铁铁一、实验室炼铁的原理:利用一氧化碳与氧化铁的反应二、实验室炼铁的步骤:1、连接并检查装置的气密性2、装入药品并固定装置3、向玻璃管中通入CO一会儿4、点燃酒精灯5、点燃酒精喷灯6、熄灭酒精喷灯7、停止通入CO8、熄灭酒精灯证明产物中有铁粉的方法是：证明产物中有铁粉的方法是：用磁铁吸用磁铁吸(或加稀盐酸有气泡或加稀盐酸有气泡)现象现象红色的红色的Fe2O3变成黑色，同时澄清的石灰水变浑浊变成黑色，同时澄清的石灰水变浑浊,尾气

4、处尾气处产生蓝色火焰，产生蓝色火焰，分析分析一氧化碳还原氧化铁生成铁粉一氧化碳还原氧化铁生成铁粉(黑色黑色)与二氧化碳与二氧化碳反应式反应式Fe2O3+3CO=2Fe+3CO2高温高温尾气处理尾气处理用燃着的酒精灯将尾气点燃用燃着的酒精灯将尾气点燃或或用气球收集尾气用气球收集尾气2、我国现代炼铁（、我国现代炼铁（高炉炼铁高炉炼铁）。）。1、我国古代炼铁（、我国古代炼铁（生熟炼铁炉生熟炼铁炉）。）。一、铁的冶炼一、铁的冶炼工业炼铁的原理工业炼铁的原理：在高温下，利用焦炭与氧气反应生成：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里还原出来。的一氧化碳把铁从铁矿石里还原出来。工业炼铁的原

5、料工业炼铁的原料：铁矿石、焦炭、石灰石等。：铁矿石、焦炭、石灰石等。工业炼铁的设备工业炼铁的设备：高炉。：高炉。焦炭的作用：是燃烧放出热量为炼铁提供高温，并产生焦炭的作用：是燃烧放出热量为炼铁提供高温，并产生CO作还原剂作还原剂铁矿石：提供铁元素。铁矿石：提供铁元素。石灰石：将矿石中的二氧化硅转变为炉渣。石灰石：将矿石中的二氧化硅转变为炉渣。例例 1000t含氧化铁含氧化铁80%的赤铁矿石，理论上可炼出含铁的赤铁矿石，理论上可炼出含铁96%的生铁的质量是多少？的生铁的质量是多少？解：氧化铁的质量：解：氧化铁的质量：1000t 80%=800t设：理论上可炼出铁的质量为设：理论上可炼出铁的质量为

6、XFe2O3 +3CO 2Fe +3CO2高温高温160 112800t X160X 112800tX=560t折合为含铁折合为含铁96%的生铁的质量为的生铁的质量为560t96%=583t答：答：1000t可炼出生铁为可炼出生铁为583t。160 X=11 2 800t含杂质的物质的化学方程式的计算：含杂质的物质的化学方程式的计算：列比例时，一定要用纯量。列比例时，一定要用纯量。不纯物质、纯物质、纯度之间的关系：不纯物质、纯物质、纯度之间的关系：m(纯纯)=m(不纯不纯)纯度纯度m(不纯不纯)=m(纯纯)纯度纯度练习：要炼出含杂质练习：要炼出含杂质3%的生铁的生铁2000吨，需要含四氧化吨，

7、需要含四氧化三铁三铁90%的磁铁矿石的质量是多少？的磁铁矿石的质量是多少？Fe3O4+4CO 3Fe+4CO2高温解：需要含解：需要含Fe3O490%的磁铁矿石的质量为的磁铁矿石的质量为X232 356X 90 2000t (1-3%)232 356 X 90 2000t (1-3%)X=2977t答：磁铁矿石的质量为答：磁铁矿石的质量为2977t。作业：作业：P22 3、41、为避免一氧化碳污染空气，并回收利用一氧化碳，方、为避免一氧化碳污染空气，并回收利用一氧化碳，方框中连接的是框中连接的是C和和D，导管接口的连接顺序，导管接口的连接顺序a 。C装置中装置中NaOH的作用是的作用是 。2、

8、实验开始时，应、实验开始时，应 (填填“先加热再通先加热再通CO”或或“先通先通CO再加热再加热”)，目的是，目的是 。3、实验进行一段时间后，玻璃管、实验进行一段时间后，玻璃管A中出现的现象为中出现的现象为 ，反应方程式为，反应方程式为 。4、除、除CO外，还有哪些物质可以还原外，还有哪些物质可以还原Fe2O3 (请写请写一物质的化学式一物质的化学式)。某化学兴趣小组用一某化学兴趣小组用一氧化碳与氧化铁的反氧化碳与氧化铁的反应来探究炼铁的原理，应来探究炼铁的原理，装置如下图所示。请装置如下图所示。请回答有关问题：回答有关问题：订正作业（教师介绍）订正作业（教师介绍）d b e除去残余的二氧化

9、碳除去残余的二氧化碳 先通一氧化碳再加热先通一氧化碳再加热 赶尽玻璃管内的空气，赶尽玻璃管内的空气，防止加热爆炸防止加热爆炸 Fe2O3 +3CO 2Fe +3CO2高温高温C或或H2 固体由红棕色变成黑色固体由红棕色变成黑色二、金属资源保护二、金属资源保护资料一：资料一：据有关资料报道，据有关资料报道，现在世界上每年因腐蚀而报现在世界上每年因腐蚀而报废的金属设备和材料相当于废的金属设备和材料相当于年产量的年产量的20%20%40%40%。资料二：资料二：矿物的储量有限，而且不能再生。根据矿物的储量有限，而且不能再生。根据已探明的一些矿物的储藏量，并目前这些金属的已探明的一些矿物的储藏量，并目

10、前这些金属的消耗速度，有人估消耗速度，有人估 计一些矿物、可供开采的年限计一些矿物、可供开采的年限如课本图所示（不包括今后新探明的矿物储量，如课本图所示（不包括今后新探明的矿物储量，一些国家的金属储备和金属的回收利用等）。一些国家的金属储备和金属的回收利用等）。a.在干燥空气中在干燥空气中b.浸没在水中浸没在水中c.半截浸没在水中半截浸没在水中铁的生锈过程铁的生锈过程哪种条件下哪种条件下,铁最铁最易生锈易生锈?为什么为什么?不生锈不生锈(有水无有水无O2)不生锈不生锈 (有有OO2无水无水)在水与空气的交界面最易生锈在水与空气的交界面最易生锈 植物油植物油 a b c请思考：请思考：用橡皮塞用

11、橡皮塞塞紧管口塞紧管口(有水和有水和2)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。为了减少损失，需要为了减少损失，需要探究探究金属锈蚀的原因、防护的方法和废金属的回收利用金属锈蚀的原因、防护的方法和废金属的回收利用.1 1、金属的腐蚀和防护、金属的腐蚀和防护活动与探究活动与探究（铁生锈条件的探究）（铁生锈条件的探究）条条 件件现象现象分分 析析水、氧气水、氧气水水氧气氧气生锈生锈不生锈不生锈不生锈不生锈可得铁生锈与氧气有关可得铁生锈与氧气有关可得铁生锈与水有关可得铁生锈与水有关结论：在结论：在水、氧气水、氧气同时存同时存在的环境中铁能生锈在的环境中铁能生锈。（缓慢氧化，放

12、热）（缓慢氧化，放热）问题：问题：铝的化学性质比铁铝的化学性质比铁活泼为什么不生锈呢？活泼为什么不生锈呢？铝与氧气反应生成的致密的氧化铝薄膜，能覆盖在铝表面，铝与氧气反应生成的致密的氧化铝薄膜，能覆盖在铝表面，从而从而保护里层的铝不再与氧气反应保护里层的铝不再与氧气反应；而铁与氧气、水等反；而铁与氧气、水等反应生成的应生成的铁锈铁锈Fe2O3H2O却很疏松，不能阻碍里层的铁却很疏松，不能阻碍里层的铁继续与氧气、水等反应继续与氧气、水等反应，因此铁制品可以全部锈蚀。，因此铁制品可以全部锈蚀。结论：结论：金属锈蚀的条件：金属锈蚀的条件：要有能够发生反应的物质，要有能够发生反应的物质，反应物反应物要

13、能相互接触，要能相互接触，生成生成 物不会对反应起阻碍作用等。物不会对反应起阻碍作用等。请同学们根据燃烧条件和灭火的方法结合铁生锈的条件，请同学们根据燃烧条件和灭火的方法结合铁生锈的条件，说出防止铁生锈的方法。说出防止铁生锈的方法。（1)1)隔绝空气或氧气隔绝空气或氧气 (2)(2)隔绝水隔绝水 讨论：自行车的构件如支架、链条、钢圈等，分别采取了讨论：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？什么防锈措施？刷油漆刷油漆涂油涂油镀铬镀铬1、改变金属的内部结、改变金属的内部结制成合金，如不锈钢制成合金，如不锈钢2、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

14、、烧制搪瓷（物理方法）电镀上一层耐腐蚀的金属（镀铬、锌、锡）、通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过化学反应使表面形成致密的氧化物薄膜等3、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对防止铁制品锈蚀的建议：对防止铁制品锈蚀的建议：2 2、金属资源保护、金属资源保护保护金属资源的主要途径：保护金属资源的主要途径：1、防止金属的腐蚀、防止金属的腐蚀2、金属的回收和利用、金属的回收和利用3、有计划合理地开采矿物、有计划合理地开采矿物4、寻找金属代用品、寻找金属代用品学完本课题你应该知道：学完本课题你应该知道：P21

15、学生练习：学生练习：1、根据铜绿的化学式根据铜绿的化学式Cu2(OH)2CO3分析铜生分析铜生锈的条件又是什么？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5、物尽其用、物尽其用2、通过实验回答，铁钉在、通过实验回答，铁钉在下列哪些情况下容易生锈？下列哪些情况下容易生锈？（1）在干燥的空气中）在干燥的空气中 （2）在潮湿的空气中）在潮湿的空气中 （3）部分浸入食盐水中）部分浸入食盐水中 （4）浸没在植物油中）浸没在植物油中3、如图所示实验，装置中出现的现象是（、如图所示实验，装置中出现的现象是（）A、铁丝不变化、铁丝不变化 B、铁丝逐渐消失、铁丝逐渐消失 C、试管中的液面

16、不变化、试管中的液面不变化 D、试管中的液面上升、试管中的液面上升D4、下列关于金属资源的说法，不正确的是（、下列关于金属资源的说法，不正确的是（）A、自然界中除少数不活泼的金属如金、银等以单质形式、自然界中除少数不活泼的金属如金、银等以单质形式存在外，其余都以化合物形式存在存在外，其余都以化合物形式存在 B、自然界中的金属资源是取之不尽的、自然界中的金属资源是取之不尽的 C、防止金属锈蚀、回收利用废旧金属可以保护金属资源、防止金属锈蚀、回收利用废旧金属可以保护金属资源和环境和环境 D、合理开发矿物、寻找金属代用品都是保护金属资源的、合理开发矿物、寻找金属代用品都是保护金属资源的有效途径有效途

17、径B5、手机、笔记本电脑等电子产品中使用的锂电池，具有、手机、笔记本电脑等电子产品中使用的锂电池，具有体积小、充电时间短、放电时间长等优点，放电时的工作体积小、充电时间短、放电时间长等优点，放电时的工作原理是锂（原理是锂（Li）跟二氧化锰作用生成）跟二氧化锰作用生成LiMnO2。1）在）在LiMnO2里，锂元素显里，锂元素显1价，则锰元素的化合价为价，则锰元素的化合价为 ；2）写出锂电池放电时的化学方程式）写出锂电池放电时的化学方程式 ；（；（3）锂电池充电时，是将电能转化为锂电池充电时，是将电能转化为 能。能。3 Li+MnO2=LiMnO2 化学化学 6、图表资料可以为我们提供很多信息，下

18、列从图表中获、图表资料可以为我们提供很多信息，下列从图表中获取的信息及应用不正确的是（取的信息及应用不正确的是（）A、根据金属活动性顺序表，判断金属是否容易被盐酸、根据金属活动性顺序表，判断金属是否容易被盐酸腐蚀腐蚀B、根据金属的熔点数据表，判断金属的导电性强弱、根据金属的熔点数据表，判断金属的导电性强弱C、根据溶解度曲线图，选择从溶液中获得晶体的方法、根据溶解度曲线图，选择从溶液中获得晶体的方法D、根据元素周期表，查找元素的原子序数、元素符号、根据元素周期表，查找元素的原子序数、元素符号、相对原子质量相对原子质量B7、下列有关对自行车的做法不合理的是（、下列有关对自行车的做法不合理的是（）A、车架表面喷涂油漆、车架表面喷涂油漆 B、钢圈表面镀防护金属、钢圈表面镀防护金属C、露天放置，日晒雨淋、露天放置，日晒雨淋 D、链条表面涂机油、链条表面涂机油C作业：复习本单元小结作业：复习本单元小结