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1、课题8.3 金属资源的利用和保护,万佛湖镇中心学校 阮成宝,课题8.3金属资源的利用和保护,可编辑,人类的生活离不开金属材料,金属资源,金属元素在自然界中分布很广，极少数不活泼的金属（如金、银等）以单质形式存在，其余都以化合物形式存在。,可编辑,金属元素在自然界中的存在,金属资源,可编辑,常见的金属矿石,金属资源,可编辑,金属资源,我国是世界上已知矿物种类比较齐全的少数国家之一，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。
2、,可编辑,金属资源,可编辑,矿石的名称,金属资源,以“石”结尾的矿物名称,如滑石、方解石等,通常指的是非金属矿物;以“矿”结尾的,如赤铁矿、磁铁矿、辉锑矿、黄铁矿等,指的是金属矿物;以“玉”结尾的,如黄玉、硬玉等,指的是可以作为宝石的矿物;以“晶”结尾的,如水晶、黄晶等,指呈透明晶体的矿物;以“砂”结尾的,如硼砂、辰砂等,指颗粒细小的矿物;以“华”结尾的,如锑华、铅华等,指在地表形成的松散状的矿物;以“矾”结尾的,如胆矾、水绿矾等,是易溶于水的矿物。,一、铁的冶炼,可编辑,我国古代炼铁图,一、铁的冶炼,可编辑,上海宝山钢铁公司炼铁高炉,一、铁的冶炼,可编辑,高炉炼铁图,炼铁时各物质的作用石灰石
3、把杂质转化为炉渣焦炭燃烧放热提高炉温，并将生成的CO2还原为具有还原性的CO。因此在炼铁高炉中起主要作用的还原剂是CO，优点是气体还原剂具有流动性，能与矿石充分接触，使反应更彻底。原理：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。,A B C,用酒精灯点燃尾气的作用是防止一氧化碳污染空气.,一、铁的冶炼,可编辑,一氧化碳还原氧化铁,CO2+Ca(OH)2CaCO3+H2O,Fe2O3 + 3CO 2Fe + 3CO2,2CO + O2 2CO2,1、先通CO还是先点灯？为什么？先通CO后点灯，防止通入的一氧化碳与玻璃管中的空气混合在加热时发生爆炸。2、先熄灭灯还是先停止通CO？为
4、什么？实验结束时，先熄灯后停CO，是为了防止温度降低后外面的空气进入玻璃管使铁重新被氧化；还防止试管中的石灰水倒吸入热的玻璃管，使之炸裂。,一、铁的冶炼,可编辑,一氧化碳还原氧化铁操作中应注意些什么,A B C,可编辑,单元小结,一、金属材料1金属与非金属物理性质的比较（可查阅有关资料）,可编辑,单元小结,2合金金属材料包括纯金属和合金。把两种或两种以上的金属熔合在一起，或者把金属和非金属熔合在一起，就可以制得具有金属特征的合金。合金的很多性能一般比组成它们的纯金属更好，因此，在实际中大量使用的金属材料是合金。,可编辑,单元小结,二、金属的化学性质1很多金属都能与氧气、盐酸和稀硫酸等反应，但反
5、应的难易和剧烈程度不同。以Fe、Al、Mg为例，写出它们与氧气、稀硫酸反应的化学方程式。_ 2由一种单质与一种化合物反应，生成另一种单质和另一种化合物的反应叫做置换反应。例如：_如果用ABC来表示化合反应的话，请用相似的方法来表示分解反应和置换反应。分解反应：_ 置换反应：_,2022/12/2,16,可编辑,单元小结,3常见金属的活动性顺序如下：K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb(H) Cu Hg Ag Pt Au钾 钙 钠 镁 铝 锌 铁 锡 铅 氢 铜 汞 银 铂 金金属活动性由强逐渐减弱举例说明金属活动性顺序可以给你哪些判断的依据：_,二、金属资源保护,可编辑,1.人类
6、每年要向自然界索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，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量和金属的回收利用等）。,2.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%40%。3.金属资源短缺对人类社会发展意味着什么？,一、在试管中加入少量的蒸馏水，使铁钉的一半浸没在水中。二、在试管中注入冷却的沸水，使其浸没铁钉，水面加上植物油并塞紧橡皮塞。三、在试管中加入铁钉,再放一团干棉球并放少量干燥剂(生石灰或无水氯化钙)
7、, 塞紧橡皮塞。,二、金属资源保护,可编辑,1.金属的腐蚀和防护,(1)金属材料的腐蚀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、棉花和干燥剂氯化钙。试设计实验以证明铁制品锈蚀的条件。, ,铁钉锈蚀条件的研究,铁制品锈蚀的过程，实际上是铁与空气中的氧气、水蒸气等发生化学反应的过程。,二、金属资源保护,可编辑,1.金属的腐蚀和防护,(2)金属材料的防护,在机械表面涂防锈油,镀铜,如果要防止铁生锈，原理上可以通过破坏铁生锈所必需的条件来实现：一是改变铁，如改变铁的结构制成抗腐蚀性能更强的合金，例如不锈钢；二是隔绝铁制品与氧气的接触，如涂油、刷漆、电镀、烧涂搪瓷、烤蓝等；三是隔绝铁制品
8、与水的接触，如放置在干燥的环境，保持铁制品表面的洁净和干燥等。,在面盆杯子等表面烧涂搪瓷,(1)防止金属腐蚀(2)金属的回收利用据估算，回收一个铝制饮料罐比制造一个新饮料罐要便宜20%，降低制造成本，而且还可节约金属资源和95%的能源。1t废钢铁回炉冶炼可炼成近1t的钢，跟用铁矿石冶炼比，能节约11t煤和铁矿石，减少污染空气的悬浮微粒11kg。目前，世界上已有50%以上的铁和90%以上的金得到了回收利用。废旧金属的回收利用还可以减少对环境的污染。例如，废旧电池中含有铅、镍、镉、汞等，如果将废旧电池随意丢弃，这些金属渗出会造成地下水和土壤的污染，威胁人类健康。将这些金属回收利用，不仅可以节约金属
9、资源，而且可以减少对环境的污染，这是一举两得的好事。如在目前铅的生产量中，来自于汽车用过的铅酸蓄电池的再生铅就占有很大的比例。(3)合理开采矿物(4)寻找金属的代用品,二、金属资源保护,可编辑,2.金属资源保护怎样保护金属资源？,可编辑,单元小结,三、金属资源的利用和保护1. 把铁矿石冶炼成铁的主要反应原理是： _在实际生产时，还会遇到有关杂质的计算问题。2. 铁锈蚀的主要条件以及防止铁锈蚀的主要措施是： _保护金属资源的有效途径是： _,可编辑,学完本课题你应该知道,1.把铁矿石冶炼成铁是一个复杂的过程，其主要反应原理是在高温下，一氧化碳夺取铁矿石里的氧，将铁还原出来： 2.铁生锈的主要条件
10、是与空气和水（或水蒸气）直接接触，如果隔绝了空气和水，就能在一定程度上防止钢铁生锈。在钢铁表面涂油、刷漆、镀耐磨和耐腐蚀的铬及制造耐腐蚀的合金如不锈钢等，都能防止钢铁生锈。3.保护金属资源的有效途径是防止金属腐蚀、回收利用废旧金属、合理有效地开采矿物，以及寻找金属的代用品等。,可编辑,1.写出下列矿石主要成分的化学式。（1）赤铁矿：_； （2）磁铁矿：_；（3）菱铁矿：_； （4）铝土矿：_。 2.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。 （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。3.回答下列问题： （1）为什么沙漠地区的铁制品锈蚀较慢
11、？ （2）被雨水淋湿的自行车，为什么须先用干布擦净后才能用带油的布擦？,1、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B、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D、切完咸菜后，尽快将菜刀洗净擦干,C D,可编辑,2、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B.防止电池中汞、镉、铅等重金属对土壤和水源的污染C.减轻电池中渗漏的液体对其他物品的腐蚀D.回收利用电池中的石墨电极,B,3.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
12、酸 C.能盛放硫酸铜溶液 D.避免接触潮湿空气4.下列关于金属资源的说法中，你不赞成的是( ) A.地球上除少数不活泼金属如金、银等有单质形式 存在外，其余都是以化合物形式存在 B.地球上的金属资源是取之不尽的 C.防止金属锈蚀，回收利用废旧金属可以保护金属资源和环境 D.合理开采矿物寻找金属代用品都是保护金属资源的有效途径,D,B,可编辑,5、(1)下列家庭生活垃圾：废旧书刊报纸 废电池 废弃橡胶、塑料制品 易拉罐饮料瓶 废弃电线 破旧铁锅、铝壶 变质剩饭菜 瓜皮果壳 废弃玻璃物品等，其中可回收利用的有。回收利用与保护金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议:,；
13、,防止金属腐蚀,寻找金属的代用品,可编辑,例题：用1000 t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：设理论上可以炼出含铁96%的生铁的质量为x,160 112,1000t80 x96%,= 583.3 t,答：可以炼出生铁583.3t。,3CO +Fe2O3 2 Fe +3CO2,根据化学方程式的计算(含杂质),可编辑,冶炼2000t含杂质3的生铁，理论上需要含Fe3O4 80% 的磁铁矿石多少吨?,小结：1、有关化学方程式的计算都是纯净物的计算，要把含杂质物质的质量换算成纯净物的质量。2、有关工业炼铁的原理，特别在实验室中用CO还原金属氧化物需要注意的问题。,根
14、据化学方程式的计算(含杂质),可编辑,根据化学方程式的计算(含杂质),可编辑,4.我国古代将炉甘石（ZnCO3）、赤铜（Cu2O）和木炭粉混合后加热到约800 ，得到一种外观似金子的锌和铜的合金，试写出反应的化学方程式（提示：ZnCO3加热可分解为ZnO）。5.某钢铁厂每天需消耗5 000 t含Fe2O3 76%的赤铁矿石，该厂理论上可日产含Fe 98%的生铁的质量是多少？6.冶炼2 000 t含杂质3%的生铁，需要含Fe3O4 90%的磁铁矿石的质量是多少？7.对如何防止你家的刀、剪等钢铁制品和铁制农具等生锈，提出两种以上的方案，比较方案的优缺点，并在家里实施你的方案。8.调查与研究:调查你家以及你生活的社区金属废弃物的主要品种、回收情况和回收价值等， 对今后如何回收金属废弃物提出建议。,2022/12/2,31,
