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1、6.4 珍惜和保护金属资源珍惜和保护金属资源为什么要保护金属资源？为什么要保护金属资源？金属资源保护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%)提出问题：提出问题：钢铁为什么会生锈呢？钢铁为什么会生锈呢？金属资源的消耗猜想与假设： 铁在空气中容易氧化，据此推断，铁的生锈必然跟氧气有关。另外，在潮湿环境或海水浸泡下，铁锈蚀的现象更加严重，由此推测：铁生锈还可能与水分、盐分有关。【实验6-6】探究钢铁锈蚀的原因实验实验图示图示条件条件加稀盐酸，1分钟后倒去酸液
2、放在用水浸湿的棉花球上浸入迅速冷却的沸水，塞紧放干燥剂，干棉花球上放铁钉，塞紧实验现实验现象象铁与空气中的氧气、水蒸气发生化学反应。铁与空气中的氧气、水蒸气发生化学反应。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Fe2O3 XH2O。(Fe2O3 XH2O很疏松，易吸水，不能阻碍里层的铁继续与氧气、水很疏松，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，会加快铁制品的生锈，使铁全部被腐蚀。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。而铝不同，铝与氧气反应生成致密的而铝不同，铝与氧气反应生成致密的Al2O3薄膜，覆盖在铝的表面，薄膜，覆盖在铝的表面
3、，从而保护里层的铝不再与氧气反应，所以铝耐腐蚀。从而保护里层的铝不再与氧气反应，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=2Fe2O3 XH2O (缓慢氧化缓慢氧化)钢中加入一点镍和铬而制钢中加入一点镍和铬而制成合金。成合金。三角架：三角架：钢线钢线(辐条）：辐条）：链条：链条：刷漆刷漆镀一层耐腐蚀的金属（铬）镀一层耐腐蚀的金属（铬）涂油等涂油等平时要保持自行车的洁净与干燥
4、（或涂油）！平时要保持自行车的洁净与干燥（或涂油）！自行车防锈措施有哪些？自行车防锈措施有哪些？讨论：讨论：钢圈：钢圈：讨论讨论2、怎样保护金属资源呢? 防止金属的腐蚀。金属的回收与利用。 有计划,合理地开采矿物,严禁不顾国家利益的乱采矿。寻找金属代用品。如以塑代钢。 有关资料显示，一节一号电池烂在地里，能使有关资料显示，一节一号电池烂在地里，能使1平平方米的土壤永久失去利用价值；一粒纽扣电池可使方米的土壤永久失去利用价值；一粒纽扣电池可使600吨水受到污染，相当于一个人一生的饮水量。在对自吨水受到污染，相当于一个人一生的饮水量。在对自然环境威胁最大的几种物质中，电池里就包含了汞、然环境威胁最
5、大的几种物质中，电池里就包含了汞、铅、镉等多种，若将废旧电池混入生活垃圾一起填埋，铅、镉等多种，若将废旧电池混入生活垃圾一起填埋，或者随手丢弃，渗出的汞及重金属物质就会渗透于土或者随手丢弃，渗出的汞及重金属物质就会渗透于土壤、污染地下水，进而进入鱼类、农作物中，破坏人壤、污染地下水，进而进入鱼类、农作物中，破坏人类的生存环境，间接威胁到人类的健康。类的生存环境，间接威胁到人类的健康。 电池的组成物质在使用过程中，被封存在电池壳电池的组成物质在使用过程中，被封存在电池壳内部，并不会对环境造成影响。但经过长期机械磨损内部，并不会对环境造成影响。但经过长期机械磨损和腐蚀，使得内部的重金属和酸碱等泄露
6、出来，进入和腐蚀，使得内部的重金属和酸碱等泄露出来，进入土壤或水源，就会通过各种途径进入人的食物链。土壤或水源，就会通过各种途径进入人的食物链。 废电池的危害 人体一旦吸收这些重金属以后，会出现哪些病人体一旦吸收这些重金属以后，会出现哪些病症呢？据有关专家介绍，汞是一种毒性很强的重金症呢？据有关专家介绍，汞是一种毒性很强的重金属，对人体中枢神经的破坏力很大，上世纪五十年属，对人体中枢神经的破坏力很大，上世纪五十年代发生在日本的震惊中外的水俣病就是由于汞污染代发生在日本的震惊中外的水俣病就是由于汞污染造成的。目前我国生产的含汞碱性干电池的汞含量造成的。目前我国生产的含汞碱性干电池的汞含量达达15
7、，中性干电池的汞含量为，中性干电池的汞含量为0.025，我，我国电池生产消耗的汞每年就达几十吨之多。镉在人国电池生产消耗的汞每年就达几十吨之多。镉在人体内极易引起慢性中毒，主要病症是肺气肿、骨质体内极易引起慢性中毒，主要病症是肺气肿、骨质软化、贫血，很可能使人体瘫痪。而铅进入人体后软化、贫血，很可能使人体瘫痪。而铅进入人体后最难排泄，它干扰肾功能、生殖功能。最难排泄，它干扰肾功能、生殖功能。 电池污染具有周期长、隐蔽性大等特点，其潜电池污染具有周期长、隐蔽性大等特点，其潜在危害相当严重，处理不当还会造成二次污染。在危害相当严重，处理不当还会造成二次污染。 讨论讨论废废 电电 池池报报 废废 的
8、的 汽汽 车车铁熔化后可铸造铁熔化后可铸造 例如将废钢铁例如将废钢铁回炉炼成钢等，既回炉炼成钢等，既可以可以节约节约大量煤和大量煤和铁矿石，又能铁矿石，又能减少减少污染污染。 回收利用废金回收利用废金属，有着巨大的属，有着巨大的社社会效益会效益和和经济效益。经济效益。 我国在回收废金属方面的情况我国在回收废金属方面的情况我国废旧金属的回收再利用已经被许多发达我国废旧金属的回收再利用已经被许多发达国家政府高度重视。我国铜的再生利用率在国家政府高度重视。我国铜的再生利用率在19921992年、年、19941994年和年和1996 1996 年间分别占当年精年间分别占当年精炼铜产量的炼铜产量的363
9、6、35.835.8和和6161，与发达国，与发达国家相近。但铝的平均回收率家相近。但铝的平均回收率不足不足3 3，锌的锌的回收率回收率不足不足5 5。随着我国金属用量的不断。随着我国金属用量的不断增加，再生利用废旧金属对于缓解资源短缺增加，再生利用废旧金属对于缓解资源短缺具有重要作用，意义深远。具有重要作用，意义深远。金属回收标金属回收标志志1 1、从资源的采掘与开发方面、从资源的采掘与开发方面a.有计划、合理的开采资源b.积极进行金属代用品的开发研究、利用具有特殊性能的塑料替代金属材料c.加强废旧金属的回收和再利用金属保护小结：钢中加入一点镍和铬而钢中加入一点镍和铬而制成合金。制成合金。喷
10、喷 漆漆 镀镀 铬铬烤烤 蓝蓝涂涂 搪搪 瓷瓷镀镀 锌锌我会做我会做1、通过实验回答，铁钉在下列哪些情况下容易生锈？、通过实验回答，铁钉在下列哪些情况下容易生锈？（1）在干燥的空气中）在干燥的空气中（2）在潮湿的空气中）在潮湿的空气中（3）部分浸入食盐水中）部分浸入食盐水中（4）浸没有植物油中）浸没有植物油中2、下列做法能防止铁制品生锈的是（）、下列做法能防止铁制品生锈的是（）A、自行车脏了用清水冲洗、自行车脏了用清水冲洗B、用废酸液冲洗铁制污水管道、用废酸液冲洗铁制污水管道C、在铁制篮球架上刷一层油漆、在铁制篮球架上刷一层油漆D、切完咸菜后，尽快将菜刀洗净擦干、切完咸菜后，尽快将菜刀洗净擦干
11、（2）、）、(3) C、D我会做我会做3、随着人们生活质量的提高，各种电池使用量、随着人们生活质量的提高，各种电池使用量大幅度增加，废电池进行集中处理的问题被提大幅度增加，废电池进行集中处理的问题被提到议事日程上来。其首要原因是到议事日程上来。其首要原因是 ( ) A 回收利用电池外壳的金属材料回收利用电池外壳的金属材料B 防止电池中汞、镉、铅等重金属对土壤和水防止电池中汞、镉、铅等重金属对土壤和水源的污染源的污染C减轻电池中渗漏的液体对其他物品的腐蚀减轻电池中渗漏的液体对其他物品的腐蚀D回收利用电池中的石墨电极回收利用电池中的石墨电极 B我会做我会做 4、（、（1）下列家庭生活垃圾：废旧书刊
12、报纸）下列家庭生活垃圾：废旧书刊报纸 废电池废电池 废弃橡胶、塑料制品废弃橡胶、塑料制品 易拉罐饮料瓶易拉罐饮料瓶 废弃电线废弃电线 破旧铁锅、铝壶破旧铁锅、铝壶 变质剩饭菜变质剩饭菜 瓜瓜皮果壳皮果壳 废弃玻璃物品等，其中可回收利废弃玻璃物品等，其中可回收利用的有。回收利用与保护金用的有。回收利用与保护金属资源的相关联的是。属资源的相关联的是。（2）请你联系实际再提出两条节约金属资源的建）请你联系实际再提出两条节约金属资源的建议议:； 反馈练习反馈练习 1.在下列情况下，埋在地下的铸铁管道腐蚀最快的是在下列情况下，埋在地下的铸铁管道腐蚀最快的是 （）（） A.在潮湿、致密的土壤中在潮湿、致密
13、的土壤中 B.在干燥、致密的土壤中在干燥、致密的土壤中 C.在潮湿、疏松的土壤中在潮湿、疏松的土壤中 D.在干燥、疏松的土壤中在干燥、疏松的土壤中 2.某运输用铁船，在水中行驶，最易生锈的部位是某运输用铁船，在水中行驶，最易生锈的部位是()CBA.水面上的船头部分水面上的船头部分 B.水面附近的船体部分水面附近的船体部分 C.水面下的船底部分水面下的船底部分 D.各部分都一样速度生锈各部分都一样速度生锈3.日常生活中的一些铁制品经常会被锈蚀。日常生活中的一些铁制品经常会被锈蚀。 下列做法中不能起防锈作用的是（下列做法中不能起防锈作用的是（ ）在铁制品表面镀锌在铁制品表面镀锌 在铁制品表面涂油脂
14、在铁制品表面涂油脂保留铁件表面的铁锈作保护层保留铁件表面的铁锈作保护层在铁器表面刷油漆在铁器表面刷油漆自行车脏了用清水冲洗自行车脏了用清水冲洗 用废酸液冲洗铁制污水管道用废酸液冲洗铁制污水管道切完咸菜后，尽快将菜刀洗净擦干切完咸菜后，尽快将菜刀洗净擦干A. B.C. D.B 4.全世界每年因生锈损失的钢铁约占世界全世界每年因生锈损失的钢铁约占世界钢铁年产量的钢铁年产量的1/4。某学生想探究铁生锈的条件，他将。某学生想探究铁生锈的条件，他将干净的铁钉分别同时入放干净的铁钉分别同时入放A、B、C三支试管中进行研究。三支试管中进行研究。请你帮助该学生完成下列实验设计的内容：请你帮助该学生完成下列实验
15、设计的内容：编号编号操作方法操作方法实验目的实验目的A探究铁在干燥空气中探究铁在干燥空气中的生锈情况的生锈情况B放入铁钉，注入蒸馏水放入铁钉，注入蒸馏水浸没铁钉，并用植物油浸没铁钉，并用植物油液封液封C探究铁在有空气和水探究铁在有空气和水时的生锈情况时的生锈情况加热烘干试管，小心放入铁钉，塞上塞子 探究铁在有水而无空气（氧气）时的生锈情况小心放入铁钉，注入蒸馏水，使铁钉部分浸入水中一周后，编号为一周后，编号为_的试管中的铁钉最易生锈。的试管中的铁钉最易生锈。用相同材料制作，经过相同时间防锈处理的铁栏杆，安装在南方比用相同材料制作，经过相同时间防锈处理的铁栏杆，安装在南方比安装在北方更易生锈，其
16、原因是安装在北方更易生锈，其原因是_。C南方比北方天气潮湿，铁更易生锈南方比北方天气潮湿，铁更易生锈A B C铁在干燥空气中铁在干燥空气中铁在有水而无空气（氧铁在有水而无空气（氧气）时气）时铁在有空气和水时铁在有空气和水时用植物油用植物油液封液封用橡皮塞塞用橡皮塞塞紧管口紧管口4 4. .某课外兴趣小组对一批铁样品（含有杂质，杂质不溶于水，某课外兴趣小组对一批铁样品（含有杂质，杂质不溶于水，也不与稀硫酸反应）进行分析，甲、乙、丙三位同学分别进也不与稀硫酸反应）进行分析，甲、乙、丙三位同学分别进行实验，其中只有一位同学所取用的稀硫酸与铁样品恰好完行实验，其中只有一位同学所取用的稀硫酸与铁样品恰好
17、完全反应。实验数据如下表：全反应。实验数据如下表： 请你认真分析数据，回答下列问题：请你认真分析数据，回答下列问题： 哪位同学所取用的稀硫酸与铁样品恰好完全反应；哪位同学所取用的稀硫酸与铁样品恰好完全反应； 计算样品中铁的质量分数；计算样品中铁的质量分数； 若生产若生产1000 t这种纯度的铁，至这种纯度的铁，至少少需要含氧化铁需要含氧化铁(Fe2O3)80%的赤铁矿多少吨？的赤铁矿多少吨？ 甲甲乙乙丙丙烧杯稀硫酸烧杯稀硫酸200g150g150g加入的铁样品加入的铁样品9g9g14g充分反应后，烧杯剩余物充分反应后，烧杯剩余物208.7g158.7g163.7g改正：改正：(烧杯的质量为烧杯
18、的质量为25.4g；计算结果精确到；计算结果精确到0.1%)解：解：分析表中数据可知，甲、乙、丙三人的实验生成气的质分析表中数据可知，甲、乙、丙三人的实验生成气的质量都是量都是0.3g(如甲为如甲为200g+9g-208.7g0.3g),即各人的实验中都有一种即各人的实验中都有一种反应物完全反应。由甲、乙数据可知，反应物完全反应。由甲、乙数据可知，9g铁样品中的铁完全反应，铁样品中的铁完全反应，甲中的酸过量甲中的酸过量。由乙、丙数据可知，由乙、丙数据可知，(150g 25.4g)124.6g的稀硫的稀硫酸中的酸中的H2SO4完全反应，完全反应，丙中的金属过量丙中的金属过量。综合分析可知综合分析
19、可知乙同学所乙同学所取用的稀硫酸与铁样品恰好完全反应。取用的稀硫酸与铁样品恰好完全反应。甲甲乙乙丙丙烧杯稀硫酸烧杯稀硫酸200g150g150g加入的铁样品加入的铁样品9g9g14g充分反应后，烧杯剩余物充分反应后，烧杯剩余物208.7g158.7g163.7g解：解：乙反应生成氢气的质量为乙反应生成氢气的质量为150g+9g-158.7g0.3g。设设Fe的质量为的质量为X。 Fe + H2SO4 = FeSO4 + H256 2 X 0.3g则则Fe%8.4g9g 100%=93.3%计算样品中铁的质量分数；计算样品中铁的质量分数；答：样品中铁的质量分数为答：样品中铁的质量分数为93.3%
20、。56X20.3g=X=8.4g若生产若生产1000 t这种纯度的铁，至这种纯度的铁，至少少需要含氧化铁需要含氧化铁(Fe2O3)80%的赤铁的赤铁矿多少吨？矿多少吨？解：需要含氧化铁解：需要含氧化铁80%的赤铁矿的质量为的赤铁矿的质量为Y。1000 t这种纯度的铁含纯铁的质量为这种纯度的铁含纯铁的质量为1000t93.3%930t。3CO+ Fe2O3 2Fe + 3CO2 =高温高温160 112Y80% 930t160:112=Y80%: 930t Y=1666.1t答：答：生产生产1000 t这种纯度的铁，至少需要含氧化铁这种纯度的铁，至少需要含氧化铁(Fe2O3)80%的赤铁矿为的赤
21、铁矿为1666.1t。3CO+ Fe2O3 2Fe + 3CO2 ；=高温高温 1.把铁矿石冶炼成铁是一个复杂的过程，其主要反应原理是把铁矿石冶炼成铁是一个复杂的过程，其主要反应原理是在高温条件下在高温条件下CO作还原剂，夺取作还原剂，夺取铁矿石里的氧，铁矿石里的氧，将铁还原出来。将铁还原出来。 2.在实际生产时在实际生产时,所用的原料或产物一般都含有杂质所用的原料或产物一般都含有杂质,在计算用在计算用料时和产量时料时和产量时,应考虑到杂质问题。应考虑到杂质问题。3.铁生锈的条件是铁生锈的条件是铁与空气中的氧气、水铁与空气中的氧气、水( (或水蒸气或水蒸气) )直接接直接接触，如果隔绝了空气和
22、水，就能在一定程度上防止钢铁生锈。触，如果隔绝了空气和水，就能在一定程度上防止钢铁生锈。在在铁表面涂油、刷漆、镀上耐磨和铁表面涂油、刷漆、镀上耐磨和 耐腐蚀的铬及制造耐腐蚀的合耐腐蚀的铬及制造耐腐蚀的合金，如不锈钢等，就能防止钢铁生锈。金，如不锈钢等，就能防止钢铁生锈。4. 保护金属资源的有效途径是防止金属的腐蚀、回收与利用废保护金属资源的有效途径是防止金属的腐蚀、回收与利用废旧金属、合理有效地地开采矿物旧金属、合理有效地地开采矿物,以及寻找金属代用品等。以及寻找金属代用品等。列比例时，一定要用纯量。列比例时，一定要用纯量。m(纯纯) = m(不纯不纯 )纯度纯度4Fe+3O2+2XH2O=2Fe2O3 XH2O