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1、人类生活离不开金属人类生活离不开金属第八单元 课题3金属资源的利用与保护金属资源的利用与保护金属元素在地壳中的含量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（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图图8-16 8-16 自然界以单质形式存在的金自然界以单质形式存在的金图图8-17 8-17 自然界以单质形式存在的银自然界以单质形式存在的银金属的存在形式：金属的存在形式：单质单质(少数，如金和银少数，如金和银)
2、化合物化合物(大多数，如各种铁矿石大多数，如各种铁矿石)赤铁矿赤铁矿菱铁矿菱铁矿FeCOFeCOFeCOFeCO3 3 3 3黄铜矿黄铜矿CuFeS2辉铜矿辉铜矿Cu2SFe2O3矿石矿石:工业上把能用来提炼金属的矿物叫工业上把能用来提炼金属的矿物叫矿石。矿石。磁铁矿磁铁矿（FeFe3 3OO4 4）铝土矿铝土矿 Al2O3现象：现象：红色红色粉末变粉末变成成黑色黑色，澄清的石，澄清的石灰水变浑浊。灰水变浑浊。一氧化碳还原氧化铁一氧化碳还原氧化铁实实实实验室验室验室验室:相关的化学方程式：相关的化学方程式：相关的化学方程式：相关的化学方程式：Fe2O3 +3CO 2Fe +3CO2CO2 +C
3、a(OH)2 CaCO3 +H2O2CO +O2 2CO2点燃点燃点燃点燃高温高温高温高温用酒精灯点燃尾气用酒精灯点燃尾气的作用是的作用是:防止防止一氧化碳污染空气一氧化碳污染空气一一.铁的冶炼铁的冶炼实验注意事项实验顺序：通气实验顺序：通气-加热加热-停止加停止加热热-继续通气（一氧化碳继续通气（一氧化碳“早出晚早出晚归归”酒精灯酒精灯“迟到早退迟到早退”）先通入先通入CO的目的：排尽玻璃管内的的目的：排尽玻璃管内的空气。空气。先撤酒精灯的原因：防止铁被氧化。先撤酒精灯的原因：防止铁被氧化。1、原料：、原料：黄铁矿黄铁矿 FeS2赤铁矿赤铁矿 Fe2O3菱铁矿菱铁矿 FeCO3磁铁矿磁铁矿
4、Fe3O42、原理：、原理：在高温下，利用焦炭与氧气反应生成的在高温下，利用焦炭与氧气反应生成的一氧化碳一氧化碳把把铁从铁矿石中还原出来铁从铁矿石中还原出来Fe2O3+3CO 2Fe+3CO2高温高温石灰石、石灰石、铁矿石铁矿石焦炭、空气焦炭、空气3 3 3 3、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：70%48.27%46.67%72.41%含铁量含铁量含铁量含铁量一一.铁的冶炼铁的冶炼工业上工业上工业上工业上Fe3O4+4CO 3Fe+4CO2高温高温工业上工业上炼铁时各物质的作用炼铁时各物质的作用：石灰石石灰石：把杂质转化：把杂质转化为炉渣为炉渣焦炭焦炭：燃
5、烧放热提高：燃烧放热提高炉温，并将生成的炉温，并将生成的CO2还原为具有还原还原为具有还原性的性的CO。在在实际生产时实际生产时,所用的原料或产物一般都含所用的原料或产物一般都含有杂质有杂质,在计算用料时和产量时在计算用料时和产量时,应考虑到杂质应考虑到杂质问题。问题。不纯物质、纯物质、纯度之间的关系：不纯物质、纯物质、纯度之间的关系：列比例时，一定要用纯物质量。列比例时，一定要用纯物质量。含杂质的物质的化学方程式的计算：含杂质的物质的化学方程式的计算：m(纯纯)=m(不纯不纯)纯度纯度m(不纯不纯)=m(纯纯)纯度纯度铁铁=生铁生铁纯度纯度 生铁生铁=铁铁 纯度纯度解：氧化铁的质量解：氧化铁
6、的质量：1000t 80%=800t设：理论上可炼出铁的质量为设：理论上可炼出铁的质量为XFe2O3+3CO =2Fe+3CO2 160 2X56800 t X160 800t x=560t256 x高温高温=折合为含铁折合为含铁96%的生铁的质量的生铁的质量:560t96%=583t答：答：1000t可炼出生铁为可炼出生铁为583t。例:1000t含氧化铁含氧化铁80%的赤铁矿石，理论上可炼的赤铁矿石，理论上可炼出含铁出含铁96%的生铁的质量是多的生铁的质量是多少少？有关杂质问题的计算有关杂质问题的计算练习：练习：要炼出含杂质要炼出含杂质3%3%的的生铁生铁20002000吨，需要含四氧吨，
7、需要含四氧化三铁质量分数为化三铁质量分数为90%90%的磁的磁铁矿石多少？铁矿石多少？解：铁的质量解：铁的质量：2000t(1-3%)=1940t设：需要四氧化三铁的质量为设：需要四氧化三铁的质量为XFe3O4+4CO =3Fe+4CO2 232 168 X 1940t高温高温 232 x x=2679t 168 1940t=折合为磁铁矿石的质量为折合为磁铁矿石的质量为2679t90%=2977t答：磁铁矿石的质量为答：磁铁矿石的质量为2977t。资料一：资料一：资料一：资料一：人类每年要向自然界索取大量的金属人类每年要向自然界索取大量的金属人类每年要向自然界索取大量的金属人类每年要向自然界索
8、取大量的金属矿物资源，以提取数以亿吨计的金属。金属矿物资源，以提取数以亿吨计的金属。金属矿物资源，以提取数以亿吨计的金属。金属矿物资源，以提取数以亿吨计的金属。金属矿矿矿矿物的储量有限，而且不能再生。根据已探明的一些物的储量有限，而且不能再生。根据已探明的一些物的储量有限，而且不能再生。根据已探明的一些物的储量有限，而且不能再生。根据已探明的一些矿物的储藏量，并根据目前这些金属的消耗速度，矿物的储藏量，并根据目前这些金属的消耗速度，矿物的储藏量，并根据目前这些金属的消耗速度，矿物的储藏量，并根据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下图所示（不有人估计一些矿物可供开采的年限如
9、下图所示（不有人估计一些矿物可供开采的年限如下图所示（不有人估计一些矿物可供开采的年限如下图所示（不包括今后新探明的矿物储量、一些国家的金属储备包括今后新探明的矿物储量、一些国家的金属储备包括今后新探明的矿物储量、一些国家的金属储备包括今后新探明的矿物储量、一些国家的金属储备量和金属的回收利用等）量和金属的回收利用等）量和金属的回收利用等）量和金属的回收利用等）。议议一一议议1、金属资源短缺对人类、金属资源短缺对人类社会发展意味着什么？社会发展意味着什么？2、金属腐蚀可给我们带、金属腐蚀可给我们带来哪些危害？来哪些危害？资料二：资料二：据有关资料报道，现在世界上每据有关资料报道，现在世界上每年
10、因腐蚀而报废的金属设备和材料相当于年因腐蚀而报废的金属设备和材料相当于年产量的年产量的20%40%。二、金属资源保护二、金属资源保护1、金属的腐蚀和防护、金属的腐蚀和防护（1）铁制品锈蚀条件的探究）铁制品锈蚀条件的探究 现有洁净无锈的铁钉、试管、经煮沸现有洁净无锈的铁钉、试管、经煮沸迅速冷却的蒸馏水、植物油、棉花和干迅速冷却的蒸馏水、植物油、棉花和干燥剂氯化钙。试设计实验以证明铁制品燥剂氯化钙。试设计实验以证明铁制品锈蚀的条件。锈蚀的条件。铁生锈条件的探究铁生锈条件的探究一、在试管一、在试管1中加入中加入少量的蒸馏水少量的蒸馏水，使铁钉的一半浸没，使铁钉的一半浸没在水中在水中二二、在试管、在试
11、管2中注入中注入冷却的沸水，使其侵没铁钉，上面冷却的沸水，使其侵没铁钉，上面加上植物油并加上植物油并塞紧橡皮塞塞紧橡皮塞三三、在试管、在试管3中加入少量中加入少量干燥剂干燥剂（生石灰或无水氯化钙）（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，塞紧橡皮塞再放一团干棉球，把铁钉放在干棉球上，塞紧橡皮塞铁生锈条件的探究铁生锈条件的探究现象现象现象现象分析分析分析分析结论结论结论结论试管试管试管试管试管试管试管试管试管试管试管试管生锈生锈生锈生锈不生锈不生锈不生锈不生锈不生锈不生锈不生锈不生锈铁既与水接触，铁既与水接触，铁既与水接触，铁既与水接触，又与氧气接触又与氧气接触又与氧气接触又与氧
12、气接触铁只与水接触铁只与水接触铁只与水接触铁只与水接触铁只与氧气接触铁只与氧气接触铁只与氧气接触铁只与氧气接触在水、在水、在水、在水、氧气同氧气同氧气同氧气同时存在时存在时存在时存在的环境的环境的环境的环境中铁能中铁能中铁能中铁能生锈生锈生锈生锈。（缓慢氧（缓慢氧化，放热）化，放热）在空气中锈蚀，实际上是在空气中锈蚀，实际上是铁铁跟跟氧气氧气、水水等等物质相互作用，发生一系列复杂的物质相互作用，发生一系列复杂的化学变化学变化化，使铁转化为，使铁转化为铁的化合物铁的化合物的过程。的过程。因此，铁与空气接触，又有水分时，最易因此，铁与空气接触，又有水分时，最易生锈生锈！称为：！称为：双吸剂双吸剂铁
13、锈成分复杂，主要是铁锈成分复杂，主要是FeFe2 2O O3 3XHXH2 2O O它它是一种疏松多孔的物质是一种疏松多孔的物质 铁锈铁锈这种多孔性的物质，能让水分这种多孔性的物质，能让水分和空气穿过它的空隙，不断向里层渗透，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。继续跟铁反应，直至铁被完全锈蚀。怎么防止钢铁生锈呢？怎么防止钢铁生锈呢？在在车车船船的的表表面面喷喷油油漆漆在机械表面涂防锈油在机械表面涂防锈油在面盆、杯子、在面盆、杯子、等表面烧涂搪瓷等表面烧涂搪瓷此外，还可以在钢此外，还可以在钢铁表面镀上一层能铁表面镀上一层能起保护作用的其他起保护作用的其他金属。金属
14、。如：在钢铁表面镀如：在钢铁表面镀锡、镀锌、和锡、镀锌、和镀铬镀铬（活泼金属）活泼金属）镀铜镀铜金属防腐蚀的方法：（1)1)隔绝空气或氧气隔绝空气或氧气 (2)(2)隔绝水隔绝水 4.制成合金，如不锈钢制成合金，如不锈钢1.刷油漆、涂油、烧制搪瓷刷油漆、涂油、烧制搪瓷3.电镀上一层耐腐蚀的金属电镀上一层耐腐蚀的金属2.2.保持铁制品表面干燥和洁净保持铁制品表面干燥和洁净讨论讨论2、自行车的构件如支架、链条、钢圈、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？等，分别采取了什么防锈措施？答：刷漆、涂油、镀铬等讨论讨论3、对于金属资源除了采取防止金属腐、对于金属资源除了采取防止金属腐蚀
15、的措施外，还可以通过什么途径来蚀的措施外，还可以通过什么途径来使金属资源得到保护呢？使金属资源得到保护呢？废品收购站为什么要收购废铁、废废品收购站为什么要收购废铁、废铜、和易拉罐等金属？铜、和易拉罐等金属？二、金属资源保护二、金属资源保护2、金属资源保护、金属资源保护（1）防止金属腐蚀）防止金属腐蚀（2）回收和利用废旧金属）回收和利用废旧金属（3）合理开采矿物）合理开采矿物（4）寻找金属的代用品）寻找金属的代用品讨论讨论废弃金属的回收有什么意义？废弃金属的回收有什么意义？v 可节约金属资源可节约金属资源可节约金属资源可节约金属资源v 由于金属冶炼需在高温下进行，回收废由于金属冶炼需在高温下进行
16、，回收废由于金属冶炼需在高温下进行，回收废由于金属冶炼需在高温下进行，回收废弃金属并再利用可节约能源弃金属并再利用可节约能源弃金属并再利用可节约能源弃金属并再利用可节约能源v 降低金属制品的生产成本，可方便人们降低金属制品的生产成本，可方便人们降低金属制品的生产成本，可方便人们降低金属制品的生产成本，可方便人们得到物美价廉的金属制品得到物美价廉的金属制品得到物美价廉的金属制品得到物美价廉的金属制品v 可减少金属对环境的污染可减少金属对环境的污染可减少金属对环境的污染可减少金属对环境的污染小结小结铁生锈的主要条件是与空铁生锈的主要条件是与空铁生锈的主要条件是与空铁生锈的主要条件是与空气和水（或水
17、蒸气）直接气和水（或水蒸气）直接气和水（或水蒸气）直接气和水（或水蒸气）直接接触。接触。接触。接触。破坏铁生锈的条件就能防破坏铁生锈的条件就能防破坏铁生锈的条件就能防破坏铁生锈的条件就能防止铁生锈。止铁生锈。止铁生锈。止铁生锈。防止铁生锈的方法为：防止铁生锈的方法为：防止铁生锈的方法为：防止铁生锈的方法为：保持铁制品表面干燥和洁保持铁制品表面干燥和洁保持铁制品表面干燥和洁保持铁制品表面干燥和洁净净净净 在铁制品表面刷油漆、涂在铁制品表面刷油漆、涂在铁制品表面刷油漆、涂在铁制品表面刷油漆、涂油、镀铬、油、镀铬、油、镀铬、油、镀铬、“烤蓝烤蓝烤蓝烤蓝”等等等等制成合金钢制成合金钢制成合金钢制成合金
18、钢保护金属资源的有效保护金属资源的有效保护金属资源的有效保护金属资源的有效途径是：途径是：途径是：途径是：防止金属腐蚀防止金属腐蚀防止金属腐蚀防止金属腐蚀回收利用废旧金属回收利用废旧金属回收利用废旧金属回收利用废旧金属合理有效的开采矿物合理有效的开采矿物合理有效的开采矿物合理有效的开采矿物寻找金属的代用品寻找金属的代用品寻找金属的代用品寻找金属的代用品物尽其用物尽其用物尽其用物尽其用我会做我会做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
19、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(2)、(3)C、D3、随着人们生活质量的提高，各种电池使用、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量大幅度增加，废电池进行集中处理的问题被提到议事日程上来。其首要原因是题被提到议事日程上来。其首要原因是 ()A 回收利用电池外壳的金属
20、材料回收利用电池外壳的金属材料B 防止电池中汞、镉、铅等重金属对土壤防止电池中汞、镉、铅等重金属对土壤和水源的污染和水源的污染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：）下列家庭生活垃圾：废旧书刊报纸废旧书刊报纸 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。
21、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:；防止金属腐蚀防止金属腐蚀防止金属腐蚀防止金属腐蚀寻找金属的代用品寻找金属的代用品寻找金属的代用品寻找金属的代用品反馈练习反馈练习 1.在下列情况下，埋在地下的铸铁管道腐蚀最快的在下列情况下，埋在地下的铸铁管道腐蚀最快的是是 （）（）A.在潮湿、致密的土壤中在潮湿、致密的土壤中 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
22、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