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课题3 金属资源的利用和保护 (第三课时)

发布时间:2013-12-17 09:02:36  

第八单元

金属和金属材料

课题3 金属资源的利用和保护
第三课时

第八单元

金属和金属材料

课题3 金属资源的利用和保护
第二课时
P18~21

二、金属资源保护

P18
⑴每年大量开采(数以亿吨计)

为什么要保护金属资源?
保护金属资源的原因:

⑵每年大量的金属被腐蚀(相 当于年产量的20%~40%)

1.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钢铁约 占世界年产量的四分之一!

如何防锈?

铁的生锈过程
用橡皮塞 塞紧管口
植物油

请思考:

哪种条件下,铁最 易生锈?为什么?

a

b

c

a.在干燥空气中 —— 不生锈 (有O2无水) b.浸没在水中 —— 不生锈(有水无O2) c.半截浸没在水中 —— 在水与空气的交界面最易生锈
(有水和O2)

铁生锈的条件: 铁与空气中的氧气、水蒸气发生化学反应。 4Fe+3O2+2XH2O=2Fe2O3 · 2O XH (缓慢氧化) 铁锈的成份很复杂,主要为氧化铁Fe2O3 · 2O。 XH 铁制品锈蚀的条件: ⑴要有能够发生反应的物质(Fe、H2O、O2); ⑵反应物要能相互接触; ⑶生成物不会对反应起阻碍作用。

(Fe2O3 · 2O很疏松,易吸水,不能阻碍里层的铁继续与 XH 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。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,从而保护里层的铝不再与 氧气反应,所以铝耐腐蚀。)

防止铁生锈的方法(破坏铁生锈的条件即可):P20表 1.保持铁制品表面的洁净和干燥。 2.在铁制品表面涂油、刷漆、搪瓷、镀上 耐腐蚀的 金属、烤蓝(即表面生成致密的氧化膜保护层),使铁 制品与空气隔绝。 3.制成耐腐蚀的合金,如不锈钢,就是在钢中加入一 点镍和铬而制成的合金。

讨论:

自行车防锈措施有哪些?

⑴三角架: 刷漆 ⑵钢线(辐条): ⑶钢圈: 镀一层耐腐蚀的金属 ⑷链条: 涂油等

平时要保持自行车的洁净与干燥(或涂油)!

2.金属资源保护 ⑴为什么要保护金属资源?
矿物的储量是有限的,而且不能再生。

图8-25 据估计一些矿物可供开采的年限

2、怎样保护金属资源呢? ⑴防止金属的腐蚀。 ⑵金属的回收与利用。 ⑶有计划,合理地开采矿物,严禁不 顾国家利益的乱采矿。 ⑷寻找金属代用品。如以塑代钢。

图8-26 金属的回收利用 回收一个铝制的易拉罐比制造一个新的铝制的易拉 罐要便宜20%,而且还可以节约金属资源和95%能源。 目前世界上有50%以上的铁和90%以上的金得到回收利 用。

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 ( C ) A.在潮湿、致密的土壤中 B.在干燥、致密的土壤中 C.在潮湿、疏松的土壤中 D.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( B ) A.水面上的船头部分 B.水面附近的船体部分 C.水面下的船底部分 D.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。 下列做法中不能起防锈作用的是( B ) ①在铁制品表面镀锌 ②在铁制品表面涂油脂 ③保留铁件表面的铁锈作保护层 ④在铁器表面刷油漆 ⑤自行车脏了用清水冲洗 ⑥用废酸液冲洗铁制污水管道 ⑦切完咸菜后,尽快将菜刀洗净擦干 A.②⑤ B.③⑤⑥ C.①③⑦ D.②⑥⑦

4.全世界每年因生锈损失的钢铁约占世界 钢铁年产量的1/4。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A、B、C三支试管中进行研究。 ⑴请你帮助该学生完成下列实验设计的内容: 编号 操作方法 实验目的 探究铁在干燥空气中 的生锈情况 探究铁在有水而无空气 (氧气)时的生锈情况 探究铁在有空气和水 时的生锈情况

加热烘干试管,小心放 A 入铁钉,塞上塞子 放入铁钉,注入蒸馏水 B 浸没铁钉,并用植物油 液封 小心放入铁钉,注入蒸馏 C 水,使铁钉部分浸入水中

用橡皮塞 塞紧管口 用植物 油液封 A 铁在干燥空气中 B 铁在有水而无空 气(氧气)时 C 铁在有空气和水时

C ⑵一周后,编号为________的试管中的铁钉最易 生锈。 ⑶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,其原因是 南方比北方天气潮湿,铁更易生锈 ___________________________________。

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 在高温条件下CO作还原剂,夺取铁矿石里的氧,将铁还原出来。 高温 3CO+ Fe2O3 ==== 2Fe + 3CO2 ; 2.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。

列比例时,一定要用纯量。

m(纯) = m(不纯 )×纯度

3.铁生锈的条件是铁与空气中的氧气、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 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金, 如不锈钢等,就能防止钢铁生锈。

4Fe+3O2+2XH2O=2Fe2O3 · 2O XH
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 旧金属、合理有效地地开采矿物,以及寻找金属代用品等。

本单元小结:
一、金属和金属材料 金属与非金属物理性质的比较: 物理性质
状态 密度 光泽 导电性 导热性 延展性

金属

非金属

在常温下,除汞 在常温下,有 (Hg)是液体外,其余 固、液、气三态 都是固体 一般较大 一般较小 有 能导电、导热 有 一般无 一般不导电、不 导热 没有

2.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,就可以得到具有金属特 性的合金 。由于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。 二、金属的化学性质 1.很多金属都能与氧气、盐酸和稀硫酸等起反应,但反应 的难易和剧烈程度不同。)以Fe、Al、Cu为例,写出它与氧气、 稀硫酸反应的化学方程式。 3Fe + 2O2 2Cu + O2
点燃


Fe3O4

4Al + 3O2

点燃

2Al2O3



2CuO

Fe + H2SO4 = FeSO4 + H2↑ Cu + H2SO4→不反应

2Al +3H2SO4 = Al2 (SO4) 3 +3H2↑



2.由一种单质 和一种 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 Zn + H2SO4 =ZnSO4 + H2↑ Fe + CuSO4 = FeSO4 + Cu ,



如果用A+B → C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:AB→A + B 置换反应:A +BC → B + AC

3.常见金属活动性顺序如下:
K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb (H) Cu Hg Ag Pt Au 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: ⑴只有排在H前面的才能置换酸中的氢。 。

⑵只有排在前面的金属才能把排在后面的金属从它们 的化合物的溶液中置换出来。(K Ca Na 特殊、反应复杂) 。

三、金属资源保护
1.把铁矿石冶炼成铁的主要反应原理是:
高温 3CO+ Fe2O3 ==== 2Fe + 3CO2 ; 在实际生产时,还会遇到有关杂质的计算问题。

列比例时,一定要用纯量。

m(纯) = m(不纯 )×纯度

2.铁锈蚀的主要条件以及防止铁锈蚀的主要措施是: 铁锈蚀的主要条件是铁与空气中的氧气、水蒸气等发生化学 反应。防止铁锈蚀的主要措施是在铁表面涂油、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、回收与利用废旧金属、合理有效地地开采 矿物,以及寻找金属代用品等。


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