8.3金属资源的利用和保护解析.ppt
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1、第八单元第八单元 金属和金属材料金属和金属材料课题课题3 3 金属资源的利用和保护金属资源的利用和保护第一课时第一课时4.知道废旧金属对环境的污染,认识回收利用废旧金知道废旧金属对环境的污染,认识回收利用废旧金属等金属资源保护的重要性。属等金属资源保护的重要性。学习目标:学习目标:2.知道一些常见金属如铁、铝、铜等的矿物,了解从知道一些常见金属如铁、铝、铜等的矿物,了解从铁矿石中将铁还原出来的方法。铁矿石中将铁还原出来的方法。3.会根据化学方程式对含有某些杂质的反应物或生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的计算。成物进行有关的计算。1.了解金属锈蚀的条件以及防止金属锈蚀的简
2、单方法。了解金属锈蚀的条件以及防止金属锈蚀的简单方法。2.会根据化学方程式对含有某些杂质的反应物或生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的计算。成物进行有关的计算。1.了解金属锈蚀的条件以及防止金属锈蚀的简单方法。了解金属锈蚀的条件以及防止金属锈蚀的简单方法。重点:重点:图图8-16 8-16 自然界以单质形式存在的金自然界以单质形式存在的金图图8-17 8-17 自然界以单质形式存在的银自然界以单质形式存在的银 除少数不活泼的金属如金、银等有单质形式存除少数不活泼的金属如金、银等有单质形式存在外在外,其余都以化合物形式存在。其余都以化合物形式存在。金属的存在形式:金属的存在
3、形式:单质单质(少数,如金和银少数,如金和银)化合物化合物(大多数,如各种铁矿石大多数,如各种铁矿石)赤铁矿(赤铁矿(主要成分是主要成分是Fe2O3)菱铁矿(主要成分是菱铁矿(主要成分是FeCO3)图图8-18常见的矿石常见的矿石硫铁矿硫铁矿(又名黄铁矿主要成分又名黄铁矿主要成分FeS2)磁铁矿(磁铁矿(主要成分是主要成分是Fe3O4)图图8-18常见的矿石常见的矿石辉铜矿(主要成分是辉铜矿(主要成分是Cu2S)黄铜矿(主要成分是黄铜矿(主要成分是CuFeS2)铝土矿铝土矿(主要成分是主要成分是Al2O3)元素名称元素名称质量分数质量分数%元素名称元素名称质量分数质量分数%铝铝7.73镁镁2.
4、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地壳中含量最多的金属是地壳中含量最多的金属是AlAl!金属元素在地壳中含量:金属元素在地壳中含量:一、一、铁的冶炼铁的冶炼:生熟炼铁炉一生熟炼铁炉一生熟炼铁炉二生熟炼铁炉二图图8-19我国古代炼铁图我国古代炼铁图图图8-20上海宝山钢铁公司炼铁高炉上海宝山钢铁公司炼铁高炉图图8-21为纪念为纪念1996年中国钢产量突破年中国钢产量突破1亿吨而发行的邮票亿吨而发行的邮票现象现象分析分析反应式反应式尾气处理尾气处理红色的红色的Fe2O3变成灰黑色,同时产生变成灰黑色,同时产生的气
5、体的气体使澄清的使澄清的石灰水变浑浊石灰水变浑浊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(灰黑色灰黑色)与二氧化碳与二氧化碳1.1.实验室用一氧化碳还原氧化铁实验室用一氧化碳还原氧化铁用燃着的酒精灯将尾气点燃或用燃着的酒精灯将尾气点燃或用气球收集尾气用气球收集尾气【实验实验8-3】Fe2O3+3CO=2Fe+3CO2高温高温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)实验步骤:实验步骤:.按下图组装仪器,按下图组装仪器,并检查其气密性。并检查其气密性。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
6、璃管中。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,先通入一氧化碳气体先通入一氧化碳气体排除空气,防止一氧化碳与空气混合受热爆炸。点燃出气口排除空气,防止一氧化碳与空气混合受热爆炸。点燃出气口处的酒精灯处的酒精灯(或用气球收集或用气球收集),防止一氧化碳污染空气。待排尽,防止一氧化碳污染空气。待排尽后,点燃酒精喷灯,后,点燃酒精喷灯,并观察装置中所发生的变化。并观察装置中所发生的变化。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,停止加热,再通入一停止加热,再通入一会儿一氧化碳,直至玻璃管冷却,防止会儿一氧化碳,直至玻璃管冷却,防止Fe被氧化。被氧化。一氧化碳还原氧化铁一
7、氧化碳还原氧化铁必须在必须在封闭封闭的硬质玻的硬质玻管中进行,管中进行,防止一氧防止一氧化碳污染空气化碳污染空气。原料:铁矿石、焦炭、石灰石原料:铁矿石、焦炭、石灰石Fe2O3+3CO=2Fe+3CO2高温高温2.2.工业炼铁:工业炼铁:反应的化学方程式:反应的化学方程式:CO是还原剂;是还原剂;Fe2O3是氧化剂是氧化剂原理:原理:焦炭在高温条件下跟焦炭在高温条件下跟O2反应生成反应生成CO,CO作还原剂,在高温条件下把铁矿石中作还原剂,在高温条件下把铁矿石中的铁还原出来。的铁还原出来。设备:炼铁高炉设备:炼铁高炉铁矿石、焦炭、石灰石铁矿石、焦炭、石灰石Fe2O3+3CO=2Fe+3CO2高
8、温高温CO2C2CO 高温高温C+O2CO2点燃点燃铁矿石、焦炭、石灰石分别起什么作用?铁矿石、焦炭、石灰石分别起什么作用?在在实际生产时实际生产时,所用的原料或产物一般都含所用的原料或产物一般都含有杂质有杂质,在计算用料时和产量时在计算用料时和产量时,应考虑到杂质应考虑到杂质问题。问题。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:列比例时,一定要用纯量。列比例时,一定要用纯量。3.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:m(纯纯)=m(不纯不纯)纯度纯度m(不纯不纯)=m(纯纯)纯度纯度例题:用例题:用1000t含氧化铁含氧化铁(Fe2O3)8
9、0%的赤铁矿石,理的赤铁矿石,理论上可炼含铁论上可炼含铁96%的生铁多少吨?的生铁多少吨?Fe2O3+3CO=2Fe+3CO2高温高温解: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。设设800t氧化铁理论上可以炼出铁的质量为氧化铁理论上可以炼出铁的质量为X。160112800tX160800t=112XX560t折合含铁折合含铁96%的生铁的质量为的生铁的质量为560t96%583t(纯化杂纯化杂)答:答:1000t含氧化铁含氧化铁(Fe2O3)80%的赤铁矿石,理论上可炼出含的赤铁矿石,理论上可炼出含铁铁96%的生铁为的生铁为583t。或设或设
10、800t氧化铁理论上可以炼氧化铁理论上可以炼含铁含铁96%的生铁的生铁质量为质量为X。Fe2O3+3CO=2Fe+3CO2高温高温160112800tX96%160:112800t:X96%X583t(杂化纯杂化纯)设需含设需含Fe2O3质量分数为质量分数为85%的赤铁矿石的质量为的赤铁矿石的质量为x。解:解:生铁中含纯铁:生铁中含纯铁:3000t(15%)=2850t.Fe2O3+3CO=2Fe+3CO2160112X85%2850t高温高温160X85%=1122850tX4790t答答:该该3000t生铁中含纯铁生铁中含纯铁2850t。该炼钢厂每天需含该炼钢厂每天需含Fe2O3质量分数为
11、质量分数为85%的赤铁矿石为的赤铁矿石为4790t。1.【06自贡自贡】某炼钢厂日产含杂质某炼钢厂日产含杂质5%的生铁的生铁3000t,试计,试计算:算:该该3000t生铁中含纯铁多少吨?生铁中含纯铁多少吨?该炼钢厂每天需含该炼钢厂每天需含Fe2O3质量分数为质量分数为85%的赤铁矿石多的赤铁矿石多少吨?(计算结果保留整数)少吨?(计算结果保留整数)练习:练习:2.下图是课堂中模拟炼铁的实验装置。下图是课堂中模拟炼铁的实验装置。(1)写出图中标有序号的仪器名称)写出图中标有序号的仪器名称,。(2)实验过程中,先要进行的是实验过程中,先要进行的是_。(填。(填或或)加热加热通一氧化碳通一氧化碳(
12、3)A中反应的化学方程式是中反应的化学方程式是。B中反应的化学方程式是中反应的化学方程式是,B中观察到的现象是中观察到的现象是_。(4)该装置的不足之处是该装置的不足之处是。铁架台铁架台试管试管Fe2O3+3CO=2Fe+3CO2高温高温没有尾气处理装置(或没有用燃着的酒精灯处理尾气等)没有尾气处理装置(或没有用燃着的酒精灯处理尾气等)Ca(OH)2+CO2=CaCO3+H2O澄清的石灰水变浑浊澄清的石灰水变浑浊3.右下图是金属活动性顺序表中铜、锡、铁和铝元素右下图是金属活动性顺序表中铜、锡、铁和铝元素被人类大规模开发、利用的大致年限。被人类大规模开发、利用的大致年限。KCaNaMgAlZnF
13、eSnPb(H)CuHgAgPtAu约约6000年前年前约约200年前年前约约600年前年前约约2500年前年前选择编号填空:铝的利用比铜和铁晚得多,原因是选择编号填空:铝的利用比铜和铁晚得多,原因是;目前铝在多个领域替代易生锈的钢铁,其;目前铝在多个领域替代易生锈的钢铁,其主要主要原因是原因是。铝的密度小铝的密度小铝很活泼铝很活泼地壳中铝的含量高地壳中铝的含量高铝的表面易生成致密的保护膜铝的表面易生成致密的保护膜钢铁的冶炼是人类文明的一个重要标志。钢铁的冶炼是人类文明的一个重要标志。右图是实验室模拟炼铁的装置图,写出冶炼生铁的化学右图是实验室模拟炼铁的装置图,写出冶炼生铁的化学方程式方程式;
14、能证明产物;能证明产物中有铁粉的方法是: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)3CO+Fe2O32Fe+3CO2=高温高温在组装仪器时,把玻璃管插入在组装仪器时,把玻璃管插入橡胶管的操作方法橡胶管的操作方法是是。此装置有不完善的地方,请说出其中一种改进方法:此装置有不完善的地方,请说出其中一种改进方法:。用气球收集尾气或用燃着的酒精灯点燃用气球收集尾气或用燃着的酒精灯点燃导管一端用水润湿后旋转插入导管一端用水润湿后旋转插入第八单元 金属和金属材料课题3 金属资源的利用和保护第二课时第二课时为什么要保护金属资源?为什么要保护金属资源?二、金属资源保护二、金属资源
15、保护保护金属资源的原因:保护金属资源的原因:每年大量开采每年大量开采(数以亿吨计数以亿吨计)每年大量的金属被腐蚀每年大量的金属被腐蚀(相相当于年产量的当于年产量的20%40%)P181.1.金属的腐蚀和防护金属的腐蚀和防护人们采取了许多措施,但每年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全世界因生锈而损失的钢铁约 占世界年产量的占世界年产量的四分之一!四分之一!如何防锈?如何防锈?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
16、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 abc请思考:请思考:用橡皮塞用橡皮塞塞紧管口塞紧管口(有水和有水和2)铁与空气中的铁与空气中的氧气、水蒸气氧气、水蒸气发生化学反应。发生化学反应。铁锈的成份很复杂铁锈的成份很复杂,主要为氧化铁主要为氧化铁Fe2O3XH2O。(Fe2O3XH2O很疏松,易吸水,不能阻碍里层的铁继续很疏松,易吸水,不能阻碍里层的铁继续与氧气、水蒸气反应,如不及时除去,会加快铁制品的生与氧气、水蒸气反应,如不及时除去,会加快铁制品的生锈,使铁全部被腐蚀。锈,使铁全部被腐蚀。而铝不同,铝与氧气反应生成致密而铝不同,铝与
17、氧气反应生成致密的的Al2O3薄膜,覆盖在铝的表面,从而保护里层的铝不再薄膜,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。与氧气反应,所以铝耐腐蚀。)铁生锈的条件:铁生锈的条件:要有能够发生反应的物质要有能够发生反应的物质(Fe、H2O、O2);铁制品锈蚀的条件铁制品锈蚀的条件:反应物要能相互接触;反应物要能相互接触;生成物不会对反应起阻碍作用生成物不会对反应起阻碍作用。4Fe+3O2+2XH2O=2Fe2O3XH2O(缓慢氧缓慢氧化化)防止铁生锈的方法防止铁生锈的方法(破坏破坏铁生锈的条件即可铁生锈的条件即可):P20表表1.保持铁制品表面的洁净和干燥。保持铁制品表面的洁净
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- 关 键 词:
- 8.3 金属 资源 利用 保护 解析
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