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居巢区黄麓中心学校谢玉荣人类生活离不开金属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（如金、银等）有单质形式存在；金属元素在地壳中的含量元素名称质量分数/%元素名称质量分数/%铝（Al）7.73镁（Mg）2.00铁（Fe）4.75锌（Zn）0.008钙（Ca）3.45铜（Cu）0.007钠（Na）2.74银（Ag）0.00001钾（K）2.47金（Au）0.0000005赤铁矿黄铁矿FeS2菱铁矿FeCO3铝士矿黄铜矿辉铜矿Fe2O3矿石:工业上把能用来提炼金属的矿物叫矿石。孔雀石Cu2(OH)2CO3赤铜矿Cu2O磁铁矿（主要成分Fe3O4）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、钛、锡、锑等储量居世界前列，铜、铝、锰等储量在世界观上也占有重要志地位。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于工农业生产和其它领域。其中，提取量最大的是铁。现象：红色粉末变成黑色，试管中导管口有气泡产生，澄清的石灰水变白色浑浊。点燃尾气有蓝色火焰一氧化碳还原氧化铁实验室相关的化学方程式：Fe2O3+3CO2Fe+3CO2CO2+Ca(OH)2CaCO3↓+H2O2CO+O22CO2点燃高温用酒精灯点燃尾气的作用是防止一氧化碳污染空气一.铁的冶炼1、原料：黄铁矿FeS2赤铁矿Fe2O3菱铁矿FeCO3磁铁矿Fe3O42、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矿石中还原出来Fe2O3+3CO2Fe+3CO2高温石灰石、铁矿石焦炭、空气3、设备：高炉化学方程式：70%48.27%46.67%72.41%含铁量一.铁的冶炼工业上高炉是个竖直的圆筒形炉子，炉壳用钢板制成，内部用耐火砖作衬里。炼铁的主要原料是铁矿石、焦炭、石灰石和空气。高温下，用还原剂（主要是一氧化碳）从铁矿石里把铁还原出来工业上•炼铁时各物质的作用：•石灰石：将矿石中的二氧化硅转化为炉渣•焦炭：燃烧放热提高炉温，并将生成的CO2还原为具有还原性的CO，因此在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，能与矿石充分接触，使反应更彻底。铁矿石焦炭热空气炉渣出口生铁出口石灰石高炉炼铁图：有关杂质问题的计算例1000t含氧化铁80%的赤铁矿石，理论上可炼出含铁96%的生铁的质量是多少？解：氧化铁的质量：1000t×80%=800t设：理论上可炼出铁的质量为XFe2O3+3CO====2Fe+3CO21602X56800X160800tx=560t2×56x高温=折合为含铁96%的生铁的质量为560t÷96%=583t答：1000t可炼出生铁为583t。练习：要炼出含杂质3%的生铁2000吨，需要含四氧化三铁质量分数为90%的磁铁矿石多少？解：铁的质量：2000t×(1-3%)=1940t设：可炼出四氧化三铁的质量为XFe3O4+4CO====3Fe+4CO2232168X1940t高温232xx=2679t1681940t=折合为磁铁矿石的质量为2679t÷90%=2977t答：磁铁矿石的质量为2977t。资料一：据有关资料报道，现在世界上每年因腐蚀而报废的金属设备和材料相当与年产量的20%----40%。资料二：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，并目前这些金属的消耗速度，有人估计一些矿物、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，一些国家的金属储备和金属的回收利用等）。二.金属资源保护1.金属的腐蚀和防护铁轨的锈蚀铁钉的生锈各种铁制品的锈蚀为了减少损失，需要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给人类带来了巨大的损失。取3枚洁净无锈的铁钉，分别放入3支试管中进行下面的实验步骤一、在试管1中加入少量的蒸馏水，使铁钉的一半浸没在水中步骤二、在试管2中注满迅速冷却的沸水塞紧橡皮塞步骤三、在试管3中加入少量干燥剂（生石灰或无水氯化钙）再放一团干棉球，把铁钉放在干棉球下，塞紧橡皮塞一周后铁钉浸没一半在水中：铁在空气、水的界面处生锈铁钉完全浸没在水中（上面还加植物油）：铁未生锈铁钉放在干燥的空气中（加干燥剂等）：铁未生锈全浸在水中一半在水中干燥空气中铁生锈条件的探究现象分析结论试管Ⅰ试管Ⅱ试管Ⅲ生锈不生锈不生锈铁既与水接触，又与氧气接触铁只与水接触铁只与氧气接触在水、氧气同时存在的环境中铁能生锈。（缓慢氧化，放热）在空气中锈蚀，实际上是铁跟氧气、水等物质相互作用，发生一系列复杂的化学变化，使铁转化为铁的化合物的过程。因此，铁与空气接触，又有水分时，最易生锈！铁锈成分复杂，主要是Fe2O3·XH2O它是一种疏松多孔的物质铁锈这种多孔性的物质，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。氧化铁与铝壶表面的氧化铝膜性质比较铁锈(Ｆe2Ｏ3)氧化铝(Al2O3)结构特点若不除去结果疏松多孔完全锈蚀致密结实使铝“自我保护”与空气（氧气）接触与水接触金属防腐蚀的方法：•改变金属的内部结构–制成合金，如不锈钢•形成保护层–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–保持铁制品表面干燥和洁净（1)隔绝空气或氧气(2)隔绝水怎么防止钢铁生锈呢？在车船的表面喷油漆在机械表面涂防锈油在面盆、杯子、等表面烧涂搪瓷此外，还可以在钢铁表面镀上一层能起保护作用的其他金属。如：在钢铁表面镀锡、镀锌、和镀铬镀铜•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？刷油漆涂油镀铬一.防止金属的腐蚀三.合理有效开采矿物四.寻找金属的代用品二.回收利用废旧金属在切过咸菜的铁质菜刀同一面上选相近的三处进行下列实验一处：用湿棉球湿润；一处：用干布檫干一处：用干布檫干后，涂上一层食油；放置一昼夜，观察菜刀三处表面发生的变化与空气（氧气）接触与水接触