《金属资源的利用和保护》课件教案.pptx
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1、会计学1金属资源的利用和保护金属资源的利用和保护ppt课件课件第1页/共56页第2页/共56页第3页/共56页第4页/共56页世界跨径最大的斜拉桥世界跨径最大的斜拉桥苏通大桥苏通大桥苏通大桥总长苏通大桥总长8206米米,斜拉桥主孔跨度,斜拉桥主孔跨度1088米米,列世界第一;主塔高度,列世界第一;主塔高度306米米,列世界第一;斜拉列世界第一;斜拉索的长度索的长度580米米,列世界第一。列世界第一。第5页/共56页人类生活离不开金属人类生活离不开金属第6页/共56页金属有广泛的用途,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7页/共56页金属活动性顺
2、序表:金属活动性顺序表:KCaNaMgAlZnFeSnPb(H)CuHgAgPtAu金属活动性由强逐渐减弱金属活动性由强逐渐减弱第8页/共56页一一.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元素在自然界中分布很广,极少数不活泼的金属(如铂、金、银等)有金属(如铂、金、银等)有单质形式单质形式存在;存在;第9页/共56页图图52地壳中金属的百分含地壳中金属的百分含量量铝铝7.73%铁铁4.75%钙钙3.45%钠钠2.74%钾钾2.47%镁镁2.00%含有矿物的岩石称为含有矿物的岩石称为矿矿石、石、铁矿石等都是常见铁矿石等都是常见的矿石的矿石
3、其余大多数以其余大多数以化合物化合物的形式存在。金属化合物的形式存在。金属化合物在自然界中以在自然界中以矿物矿物的形的形式存在。式存在。第10页/共56页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2.00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:第11页/共56页常见几种金属矿物的成分常见几种金属矿物的成分磁铁矿磁铁矿褐铁矿褐铁矿赤铁矿赤铁矿Fe3O4Fe2O3XH2OFe2O3第1
4、2页/共56页 孔雀石孔雀石Cu2(OH)2CO3赤铜矿赤铜矿Cu2O第13页/共56页赤铁矿赤铁矿黄铁矿黄铁矿菱铁矿菱铁矿铝士矿铝士矿黄铜矿黄铜矿辉铜矿辉铜矿第14页/共56页罕见的铜矿石罕见的铜矿石毛赤铜矿(Cu2O)第15页/共56页 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、钨、钼、钛、锡、锑钛、锡、锑等储量居世界前列,等储量居世界前列,铜、铝、锰铜、铝、锰等等储量在世界上也占有重要地位。储量在世界上也占有重要地位。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
5、物资源,人类每年要提炼数以人类每年要提炼数以亿吨计的金属亿吨计的金属用于工农业用于工农业生产和其它领域。其中,提取量最大的是生产和其它领域。其中,提取量最大的是铁铁。第16页/共56页磁铁矿磁铁矿(主要成分主要成分FeFe3 3O O4 4)赤铁矿赤铁矿(主要成分主要成分FeFe2 2O O3 3)黄铁矿(主要成分黄铁矿(主要成分FeSFeS2 2)菱铁矿(主要成分菱铁矿(主要成分FeCOFeCO3 3)想一想想一想:假如你是炼铁厂的厂长,你认为假如你是炼铁厂的厂长,你认为哪种矿石最不适宜作为工业炼铁的原料哪种矿石最不适宜作为工业炼铁的原料?除了焦炭和一氧化碳可以还原出铁来除了焦炭和一氧化碳可
6、以还原出铁来 ,氢气也可以。你准备选用哪种物质来炼铁?氢气也可以。你准备选用哪种物质来炼铁?70%70%72.4%72.4%48.3%48.3%46.7%46.7%第17页/共56页一、铁的冶炼:一、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我国古代炼铁我国古代炼铁图图第18页/共56页图图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第19页/共56页图图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第20页/共56页现象:现象:红色红色粉末变成黑色,产生气体使澄清的石灰粉末变成黑色,产生气体使澄清的石灰
7、水变浑浊。水变浑浊。一氧化碳还原氧化铁一氧化碳还原氧化铁第21页/共56页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用气球收集尾气气【实验实验8-3】Fe2O3+3CO=2Fe+3CO2高高温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
8、酸有气泡或加稀盐酸有气泡)第22页/共56页实验步骤: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,防止一氧化碳污染空气。待排尽后,点燃酒精喷灯,尽后,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
9、。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。第23页/共56页原料: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
10、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。第24页/共56页高炉炼铁的主要原料是高炉炼铁的主要原料是铁铁矿石、焦炭、石灰石和空矿石、焦炭、石灰石和空气气。高温下,用还原剂(主高温下,用还原剂(主要是一要是一氧化碳氧化碳)从铁矿)从铁矿石里把铁还原出来石里把铁还原出来第25页/共56页设备: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高高温温CO2C2CO 高温高温C+O2CO2点燃点燃第26页/共56页铁矿石焦炭热空气炉渣出口生铁出口石灰石高炉炼铁图:高炉炼铁图:第27
11、页/共56页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,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,因此在炼铁高炉中起主要作用的还原剂是炼铁高炉中起主要作用的还原剂是CO,优点是气体还原剂具有流动性,优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。能与矿石充分接触,使反应更彻底。第28页/共56页补充:炼钢补充:炼钢补充:炼钢补充:炼钢视频:工业上生铁炼钢视频:工业上生铁炼钢第29页/共56页实验步骤:实验步骤:1 1、检查装置气密性、检查装置气密性、检查装置
12、气密性、检查装置气密性2 2、将适量的氧化铁装入试管并固定装置、将适量的氧化铁装入试管并固定装置、将适量的氧化铁装入试管并固定装置、将适量的氧化铁装入试管并固定装置3 3、点燃右边点燃右边点燃右边点燃右边酒精灯酒精灯酒精灯酒精灯4 4、通入一氧化碳通入一氧化碳通入一氧化碳通入一氧化碳气体气体气体气体5 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、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 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、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
13、7 7、待玻璃管内固体冷却后、待玻璃管内固体冷却后、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停止通入一氧化碳停止通入一氧化碳,然后,然后,然后,然后熄灭右边熄灭右边熄灭右边熄灭右边酒精灯酒精灯酒精灯酒精灯实验前要先通实验前要先通实验前要先通实验前要先通COCO将玻璃管中的空气排尽再加热,防止加热时将玻璃管中的空气排尽再加热,防止加热时将玻璃管中的空气排尽再加热,防止加热时将玻璃管中的空气排尽再加热,防止加热时COCO与空气混合发生爆炸;实验完毕后,停止加热时要继续与空气混合发生爆炸;实验完毕后,停止加热时要继续与空气混合发生爆炸;实验完毕后,停止加热时要继续与
14、空气混合发生爆炸;实验完毕后,停止加热时要继续通通通通COCO至玻璃管内固体冷却,防止高温下的生成物铁与空气至玻璃管内固体冷却,防止高温下的生成物铁与空气至玻璃管内固体冷却,防止高温下的生成物铁与空气至玻璃管内固体冷却,防止高温下的生成物铁与空气接触而被氧化,同时还可防止石灰水倒吸。接触而被氧化,同时还可防止石灰水倒吸。接触而被氧化,同时还可防止石灰水倒吸。接触而被氧化,同时还可防止石灰水倒吸。第30页/共56页 原理:原理: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+3CO2Fe+3C
15、O2高温高温设备:高炉设备:高炉设备:高炉设备:高炉化学方程式:化学方程式:第31页/共56页据有关资料报导,现在全世界每年被腐据有关资料报导,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蚀而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32页/共56页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(数以亿吨数以亿吨计计)每年大量的金属被腐蚀每年大量的金属被腐蚀(相相
16、当于年产量的当于年产量的20%40%)P18第33页/共56页1.1.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,但每人们采取了许多措施,但每年全世界因生锈而损失的钢年全世界因生锈而损失的钢铁约铁约 占世界年产量的占世界年产量的四分之四分之一!一!如何防锈?如何防锈?第34页/共56页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金属锈蚀的原因蚀的原因、防护防护的方法的方法和和废金属废金属的回收利用的回收利用金属锈蚀给人类金属锈蚀给人类带来了巨大的损带来了巨大的损失。失。第35页/共56页取取3枚洁净无锈的铁钉
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