《金属资源的利用和保护》ppt课件

人类生活离不开金属金属有广泛的用途，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一.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（如铂、金、银等）有单质形式存在；图5—2地壳中金属的百分含量铝7.73%铁4.75%钙3.45%钠2.74%钾2.47%镁2.00%含有矿物的岩石称为矿石铁矿石等都是常见的矿石其余大多数以化合物的形式存在。金属化合物在自然界中以矿物的形式存在。常见几种金属矿物的成分磁铁矿褐铁矿赤铁矿Fe3O4Fe2O3·XH2OFe2O3孔雀石Cu2(OH)2CO3赤铜矿Cu2O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。二.铁的冶炼现象：红色粉末变成黑色，产生气体使澄清的石灰水变浑浊。一氧化碳还原氧化铁某同学改进CO还原氧化铁实验装置如图1.若先给氧化铁加热,再通CO,后果_____2.写出A中反应的方程式_____________3.根据B装置现象可以判断反应是否发生,则B中试剂为____4.C装置作用___________5.C装置收集气体利用_________性质3．一氧化碳还原氧化铁实验(1)实验装置(如图8－3－1所示)(2)实验操作步骤图8－3－1①操作顺序：先通CO，再加热；实验完毕，先停止加热，继续通CO至试管冷却。②尾气处理：因CO有毒，不能排到空气中，要用酒精灯将CO点燃而除去。实验步骤：1、检查装置气密性2、将适量的氧化铁装入试管并固定装置3、点燃右边酒精灯4、通入一氧化碳气体5、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7、待玻璃管内固体冷却后停止通入一氧化碳，然后熄灭右边酒精灯实验前要先通CO将玻璃管中的空气排尽再加热，防止加热时CO与空气混合发生爆炸；实验完毕后，停止加热时要继续通CO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。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%含铁量炼钢和炼铁的比较生铁冶炼炼钢原料铁矿石、焦炭、空气、石灰石生铁、废钢原理在高温下，用一氧化碳从铁的氧化物中将铁还原出来。Fe2O3+3CO2Fe+3CO2用氧气或铁的氧化物除去生铁中多余的碳元素主要设备高炉转炉、平炉、电炉产品生铁钢高温三、有关杂质问题的计算例1、1000t含杂质20%的赤铁矿石中含氧化铁的质量是多少？氧化铁的质量：1000t×（1-20%）=800t纯物质的质量=不纯物质的质量×纯物质的质量分数（纯度）例2、计算多少吨生铁中含铁的质量分数为96%，含铁560t？生铁的质量：560t÷96%=583.3t不纯物质的质量=纯物质的质量÷纯物质的质量分数（纯度）[例题]用1000t含氧化铁80％的赤铁矿石，理论上可以炼出含杂质4％的生铁多少吨？•解：1000t赤铁矿石中含氧化铁的质量为：1000t×80％=800t•设：800t氧化铁理论上可以炼出铁的质量为xFe2O3+3CO＝2Fe+3CO2高温160112800tx112160xt800x=560t折合为含杂质4％的生铁的质量为:560t÷(1-4％)=583t答：用1000t含氧化铁80％的赤铁矿石，理论上可以炼出含杂质4％的生铁583t二、计算题（2006黄冈）用2000t含氧化铁80％的赤铁矿石，理论上可以炼出含铁96％的生铁多少吨？•解：2000t赤铁矿石中含氧化铁的质量为：2000t×80％=1600t•设：1600t氧化铁理论上可以炼出铁的质量为xFe2O3+3CO＝2Fe+3CO21601121600tx•x=1120t•折合为含铁96％的生铁的质量为1120t÷96％=1166t•答：用2000t含氧化铁80％的赤铁矿石，理论上可以炼出含铁96％的生铁1166txt1600112160高温据有关资料报导，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20%——40%钢铁的最大的弱点就是容易生绣三.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，把铁钉放在干棉球上，塞紧橡皮塞在空气中锈蚀，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。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。（为什么？）如：在钢铁表面镀锡、镀锌、和镀铬镀铜？总结：防止钢铁制品生锈的方法：铝比铁更容易跟氧气和其他物质发生化学反应。铝在空气中与氧气反应，生成的氧化铝形成一层致密而结实的膜覆盖在铝的表面，防止铝继续与氧气反应，从而起来“自我保护”的作用（1)隔绝空气或氧气(2)隔绝水具体方法:1.“穿外衣”——加一层保护膜（如：刷油漆、涂油、电镀、致密的氧化膜）2.“打强心针”——在铁中加入其它金属改变其内部结构，（如：制成不锈钢）①保持钢铁表面的清洁干燥。②镀金属保护层：如镀锡、镀锌、镀铬等；白铁皮镀锌，马口铁镀锡，钢圈镀铬、镍。③涂非金属保护层：如喷涂油漆、涂防锈油、在脸盆、杯子表面烧涂搪瓷、用橡胶或塑料包在钢铁表面。④形成氧化膜保护层：枪套上形成四氧化三铁、锯条上的烤蓝。⑤在钢铁里加入金属或非金属形成耐腐蚀合金：如不锈钢（加Cr、Ni）防止铁锈蚀的主要措施：一.防止金属的腐蚀二.回收利用废旧金属三.合理有效开采矿物四.寻找金属的代用品