第八单元 课题三 金属资源的利用和保护

第八单元课题三金属资源的利用和保护自然界中以单质形式存在的金自然界中以单质形式存在的银请同学们观察课本P15页”金属元素在地壳中的含量”排在前两位的是_____、_______。铝铁请同学们观察课本P16页常见的矿石赤铁矿（主要成分是Fe2CO3)黄铁矿菱铁矿铝土矿黄铜矿辉铜矿磁铁矿（主要成分Fe3O4）赤铁矿（主要成分Fe2O3）黄铁矿（主要成分FeS2）菱铁矿（主要成分FeCO3）想一想：⑴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？⑵除了焦炭和一氧化碳可以还原出铁来，氢气也可以。你准备选用哪种物质来炼铁？70%72.4%48.3%46.7%一.金属的存在：除少数不活泼的金属如金.银等有单质形式存在外,其余都以化合物形式存在.地壳中含量最多的金属是Al二.铁的冶炼原料.铁矿石.焦炭.石灰石现象:红色的Fe2O3变黑.同时产生使石灰水变浑浊的气体Fe2O3+3CO===2Fe+3CO2高温Fe2O3+3CO===2Fe+3CO2高温Fe2O3+3CO===2Fe+3CO2高温⑴实验过程中能观察到什么现象？⑵酒精灯、澄清石灰水的作用分别是什么？铁演示在实验室用一氧化碳还原氧化铁的实验中，当用酒精灯给氧化铁加热一段时间后，我们将看到固体由____色变成____色，这时氧化铁变成____，实验中石灰水会变_________，用酒精灯点燃尾气的作用是_____________。红黑铁白色浑浊防止一氧化碳污染空气请写出相关的化学方程式：____________________________________________________________将铁矿石中的SiO2转变为炉渣点燃⑴C+O2===2CO2高温⑵C+CO2===2CO（Fe2O3）生铁出铁口炉渣出渣口⑶Fe2O3+3CO=====2Fe+3CO2高温高炉气体高炉气体①产生一氧化碳②提供热量焦炭铁①高温过量空气②高温焦炭③高温赤铁矿石某炼铁厂用于炼铁的主要原料是赤铁矿石（主要含有Fe2O3）、焦炭、空气等，主要反应过程如下图示：⑴炼铁厂用于炼铁的主要设备是：＿＿＿＿。（2）写出上述反应的化学方程式。①＿＿＿＿＿＿＿＿＿；②＿＿＿＿＿＿＿＿＿③＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿⑷在此过程中，焦炭的作用是＿＿＿＿＿＿＿、＿＿＿＿＿。高炉一氧化碳点燃C+O2===CO2高温C+CO2===2COFe2O3+3CO===2Fe+3CO2高温产生一氧化碳提供热量二氧化碳三.在实际生产时,所用的原料或产物一般都含有杂质,在计算用料时和产量时,应考虑到杂质问题例1:用1000t含Fe2O380％的赤铁矿石,理论上可以炼出含Fe96％的生铁多少t例2:实验室用5g不纯的Zn与足量的稀HCl反应得到0.1gH2,则样品中Zn的质量分数是多少?例1、某钢铁厂每天需要消耗1000t含氧化铁80%的赤铁矿石，该厂理论上每天可以炼出含铁96%的生铁多少吨？解1:设每天可炼出的生铁质量为XFe2O3+3CO===2Fe+3CO21601121000t×80%X×96%160112800tX×96%X=560t答：略高温解2:设每天以炼出的铁质量为XFe2O3+3CO===2Fe+3CO21601121000tX1601121000tXX=700t答：略高温×80%800t537.6t生铁的质量=537.6t÷96%=560t例3：要炼出含2%杂质的生铁1600吨，需要含氧化铁质量分数为80%的赤铁矿石多少吨？解：设需要含为80%的赤铁矿石的质量为x生铁1600吨含纯为1600吨×（1－2%）=1568吨Fe2O3+3CO====2Fe+3CO2160112x×80%1568吨x=2800吨答：需这种赤铁矿石2800吨。高温二.金属的腐蚀和防护人们采取了许多措施，但每年全世界因生锈而损失的铁约占世界年产量的四分之一！！如何防锈？铁生锈的条件：•与氧气（或空气）接触•与水接触其它影响因素：温度、盐等思考：根据铜绿的化学式Cu2(OH)2CO3分析铜生锈的条件又是什么？•与氧气、水和二氧化碳接触实验：探究铁生锈的条件不生锈不生锈生锈——————a.干燥空气中b.浸没在水中c.潮湿空气中研究性学习:铁的生锈过程请思考.哪种条件下,铁最易生锈?为什么?铁生锈的实质：铁与空气中的氧气.水蒸气等发生化学反应的过程。铁锈的成份很复杂,主要为氧化铁Fe2O3.xH2O铁制品锈蚀的条件:(1)要有能够发生反应的物质(2)反应物要能相互接触(3)生成物不会对反应起障碍作用研究性学习:铁的生锈过程金属的防护(1)隔绝开空气或氧气(2)隔绝开水思考讨论回答：采用哪些措施可防止铁的锈蚀？例如自行车钢圈、链条齿轮、大杠的防锈方法及医用器械等的防锈方法。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）2.金属资源保护怎样保护金属资源呢?一.防止金属的腐蚀二.金属的回收与利用三.有计划,合理地开采矿物,严禁不顾国家利益的乱采矿知识实践反馈练习铁可以拉制成铁丝，是因为它具有______性；铁锅可以用来炒菜，是因为铁是_____的导体。要完成FeFeSO4的转化，可以让铁和________和_______发生置换反应。盛入在油罐车内的石油产品振荡时可产生静电，容易引起火灾，所以油罐车尾部有一条拖地的铁链，是利用了铁具有_____的性质。钢铁生锈，实际上是铁、_________等物质相互作用，发生一系列复杂的化学反应。防止铁制品生锈，最常用的方法是____________。知识实践反馈练习在下列条件下，铁最容易生锈的是A.有氧气存在B.有水存在C.在潮湿空气中D.表面有油污下列有关使用铁器时的注意事项中，正确的是A.避免接触干燥的空气B.能盛放盐酸C.不能盛放硫酸铜溶液D.避免接触潮湿空气练习：［例5］某同学晚上帮妈妈做饭，切完青菜就将菜刀放在砧板上，第二天早晨发现菜刀生锈了．试问：（1）菜刀上是否发生了化学反应？（2）菜刀为什么会生锈？（3）为了防止这把菜刀生锈，该同学应该怎么做？（1）菜刀生锈，生成了与铁不同的物质，即生成了新物质，发生了化学反应．（2）用菜刀切青菜，刀上必沾水，放在砧板上又与空气中的氧气接触，满足了铁锈蚀的条件，所以生锈．（3）为防止菜刀生锈，可将菜刀洗净擦干，放在干燥处即可，或再涂上一层食用油，起到隔绝空气的作用．3.4加快铁生锈速率的情况酸性污染物的存在(酸雨)加快生锈速度离子化合物的存在(氯化钠)高溫(加快化学反应速度)与活泼性较低金属接触（置换反应)经刮擦或凹凸扭曲表面(增加接触面)钢铁的生锈和防锈钢铁的生锈，实际上是铁跟空气中的氧气、水等物质发生一系列的化学反应，生成铁锈．铁锈是一种复杂的铁的氧化物的水合物，可用Fe2O3·xH2O表示．针对铁生锈的条件，人们想出了种种方法跟金属生锈作斗争．最常见的方法是给容易生锈的钢铁穿上“防护盔甲”．你看，大街上跑着的五颜六色小轿车，喷上了亮闪闪的油漆；自行车的钢圈、车把镀上了抗蚀能力强的铬或镍；金属制品、机器零件出厂前，在表面涂上一层油脂等等，都是用的这种方法．更彻底的方法是给钢铁“服用免疫药”，即在钢铁中加入适量的铬和镍，制成“不锈钢”．这种钢具有很强的抵御水和氧气侵蚀的能力；另外还有一种特殊的做法，是将钢铁制品表面做上另一种铁锈——四氧化三铁，它呈蓝黑色，它跟氧化铁的性质不同，它也像铝的氧化物那样致密，对钢铁也有保护作用，这种做法叫烤蓝．你看，战士用的枪支，建筑用的钢筋、铁板，都不是铁原来的银白色，而是黑黝黝的，闪烁着蓝光，这就是经过了烤蓝处理．金属资源保护矿物的储量有限，而且不能再生．总有一天，这些金属资源会消耗殆尽的．怎样保护金属资源呢？除了前面介绍的应防止金属的腐蚀外，另一条有效途径是金属的回收和利用．在能源紧张的今天，铝作为贮存能源的“银行”备受青睐．富裕的电力无法贮存，可用来炼铝，炼1千克铝耗电十七八度，铝锭又不锈蚀能长期存放．回收铝所需的能量只有炼铝的1/20，是回收钢铁的1/8，而且回收起来极少损耗．所以国外大量采用铝质包装箱、周转箱．连汽水瓶、罐头盒都是铝膜制的软罐头，建筑行业的脚手架也用铝质的，这一切都为了便于回收，节约能源．废旧金属的回收利用还可以减少对环境的污染．例如，废旧电池中含有汞等对环境有害的金属元素，如果将废旧电池随意丢弃，汞等渗出会造成地下水和土壤的污染，威胁人类健康．将汞等金属回收利用，不仅可以节约金属资源，还可以减少对环境的污染，所以金属的回收和利用具有重要意义．保护金属资源的第三条有效途径是应有计划、合理地开采矿物，严禁不顾国家利益乱采矿．另外还可以开发新材料替代金属．例如：已经能用塑料来代替钢和其他合金制造管道、齿轮，还可以将玻璃经过特殊处理，制成玻璃钢，玻璃钢的硬度极高，与钢铁不相上下，但它十分轻盈，不生锈、不导电，用途十分广泛，可用来制作轿车车身、汽艇外壳、火车车厢、轻型坦克等．练习巩固1.请说出铁有哪些主要的物理性质；2.请写出铁与氧气、盐酸、硫酸及硫酸铜溶液反应的化学方程式，并注明反应类型；1.一根质量为10g的铁钉，投入一定浓度的CuSO4溶液中，过一段时间后取出铁钉，洗净干燥后称其质量为12g。请计算生成的Cu的质量为多少？课后练习知识实践探究性学习作业我校的栅栏是铁条焊接在一起的，但使用一段时间后就会生锈，为了使它有比较长的使用寿命，需要采取防锈措施。你的假设：铁栅栏生锈的原因、、。你的方案：针对这些原因，可采取下列措施。第一步：。第二步：。第三步：。