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1、课题3 金属资源的利用和保护 二、铁的冶炼二、铁的冶炼 三、金属资源保护一、金属资源的认识一、金属资源的认识第1页/共15页金属在自然界的存在方式-单质 化合物单质：少数化学性质较不活泼的金属，如金、银等。化合物：化学性质较活泼的金属，如铁、铝、铜等。斑铜矿斑铜矿白铅矿白铅矿第2页/共15页常见的金属矿石常见的金属矿石名称名称赤铁矿赤铁矿磁铁矿磁铁矿黄铁矿黄铁矿菱铁矿菱铁矿主要成分 Fe2O3Fe3O4FeS2FeCO3名称名称黄铜矿黄铜矿辉铜矿辉铜矿铝土矿铝土矿主要成分CuFeS2(硫化亚铁铜硫化亚铁铜)Cu2S(硫化亚铜硫化亚铜)Al2O3铁矿石铁矿石 铁铁第3页/共15页实验室：一氧化碳
2、还原氧化铁Fe2O3现象：红色粉末变成黑色，澄清的石灰水变浑浊。CO2 +Ca(OH)2 CaCO3 +H2O用酒精灯点燃尾气的作用是防止CO污染空气2CO +O2 2CO2点燃Fe2O3(红褐)+3CO 2Fe(黑)+3CO2高温第4页/共15页实验室：一氧化碳还原氧化铁Fe2O3注意事项：注意事项：1.1.点燃酒精灯前先通入点燃酒精灯前先通入COCO，目的是排出装置，目的是排出装置内的空气，以免加热时内的空气，以免加热时COCO与空气混合，发生与空气混合，发生爆炸。爆炸。2.2.实验完毕后，继续通入实验完毕后，继续通入COCO，目的是防止氧化铁被还原，目的是防止氧化铁被还原成铁后，在较高的
3、温度下重新成铁后，在较高的温度下重新又被氧化又被氧化；防止液体倒吸防止液体倒吸3.3.尾气处理：点燃或收集备用尾气处理：点燃或收集备用第5页/共15页工业：一氧化碳还原氧化铁Fe2O3工业炼铁的原理：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里还原出来。C+O2=CO2 CO2+C=2CO 高温 高温工业炼铁的原料：铁矿石、焦炭、石灰石等。工业炼铁的设备：高炉。Fe2O3 +3CO 2Fe +3CO2高温第6页/共15页有关杂质问题的计算-（考试重点）例 1000t含氧化铁80%的赤铁矿石，理论上可炼纯铁的质量是多少？解：赤铁矿中氧化铁的质量：1000t 80%=800t设：理论上
4、可炼出铁的质量为设：理论上可炼出铁的质量为XFe2O3 +3CO 2Fe +3CO2高温160 256800t X160X256800tX=560t答：1000t可炼出纯铁的质量为560t。第7页/共15页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设：理论上可炼出铁的质量为XFe2O3 +3CO 2Fe +3CO2高温160 256800t X160X256800tX=560t答：1000t可炼出纯铁的质量为583t。折合为含铁96%的生铁的质量为560t96%=58
5、3t第8页/共15页三、金属资源保护资料一：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于年产量的20%20%40%40%。资料二：矿物的储量有限，而且不能再生。可供开采的年限如图所示。第9页/共15页 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FeFe2 2O O3 3XHXH2 2O O，它是一种疏松多孔的物质 Fe2O3 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。铁的腐蚀-铁锈(FeFe2 2
6、O O3 3)第10页/共15页1、改变金属的内部结构、改变金属的内部结构-制成合金，如不锈钢制成合金，如不锈钢2 2、形成保护层、形成保护层-刷油漆、涂油、烧制搪瓷（物理方法）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学反应使表面形成致密的氧化物薄膜等3 3、改善腐蚀环境等等、改善腐蚀环境等等-保持铁制品表面干燥和洁净保持铁制品表面干燥和洁净 对防止铁制品锈蚀的建议：金属资源的保护途径：1.1.防止金属腐蚀防止金属腐蚀 2.2.回收利用废旧金属回收利用废旧金属3 3有计划、
7、合理地开采矿物有计划、合理地开采矿物 4.4.寻找金属的代替品寻找金属的代替品第11页/共15页1、观察实验回答，铁钉在下列哪些情况下容易生锈？（1）在干燥的空气中 （2）在潮湿的空气中 （3）部分浸入食盐水中 （4）浸没在植物油中2、铝比铁容易氧化，但为什么铝制品耐用而铁制品、铝比铁容易氧化，但为什么铝制品耐用而铁制品却容易锈蚀？却容易锈蚀？铝被氧化后在其表面形成一层致密的氧化膜，保护可铝不再进一步被氧化；而铁氧化生锈，只能形成很疏松的铁锈，不能阻碍与氧气、水的反应。第12页/共15页课后作业-有关杂质问题的计算1.1000t含四氧化三铁80%的磁铁矿石，理论上可炼含铁96%的生铁的质量是多少？2.1000t含三氧化二铁80%的赤铁矿石，理论上可炼含纯铁的质量是多少？第13页/共15页第14页/共15页感谢您的观看！第15页/共15页