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8.3金属资源的利用和保护.PPT

发布时间:2013-12-27 14:56:47  

金属在自然界中的存在

自然界中以单质形式 存在的金

自然界中以单质形式 存在的银

以化合物形式存在的金属
工业上把能用来提炼金属的矿物叫 矿石 。

赤铁矿(主要成分是Fe2O3)

黄铁矿(主要成分是FeS2)

菱铁矿(FeCO3)

铝土矿

黄铜矿

辉铜矿

地壳和海洋 1.金属资源的存在:______________。

2.金属元素在地壳中的含量:排在前两位的是

______、_____。 铝 铁
单质 化合物 3.自然界中金属的存在形式:_____、_______。

4.以化合物形式存在的金属具体表现为:
_______。 矿石
齐全、丰富 5.我国矿物种类和储量情况:______________。

早在春秋战国时期,我国就开始生产和使用铁器,从

公元1世纪起,铁便成了一种最主要的金属材料。

为纪念1996年中国钢产量突破1亿吨而发行的邮票

一、铁的冶炼 原料: 铁矿石.焦炭.石灰石.空气 原理: 在高温下,用碳和氧气反应生成的 CO还原铁矿石,得到铁
过量空气

焦炭

高温

CO2

焦炭
高温

赤铁矿

CO

高温

Fe

主要反应原理:
设备: 高炉 产品: 生铁

Fe2O3+3CO ===2 Fe+ 3CO2

高温

上海宝山钢铁公司炼铁高炉

实验的原理

实验的步骤
实验的现象 实验应注意哪些问题?(先加热还是先通气? 实验完毕时先停止加热吗?) 实验需要改进吗?(一氧化碳有毒,实验完毕的 尾气怎么处理?)

一氧化碳还原氧化铁实验
实验原理:
Fe2O3 + 3CO === 2Fe + 3CO2
高温

实验操作:

一氧化碳还原氧化铁实验

1.按上图组装仪器,并检查气密性 2.把少量研细的氧化铁粉末装进硬质玻璃管中,轻 轻转动玻璃管,使氧化铁粉末均匀地附在玻璃管内 壁上

3.把硬质玻璃管接入装置系统中,先通入一氧化

碳气体排出管内的空气;待排尽后,点燃出气口
处的酒精灯及酒精喷灯,并观察装置中所发生的

变化。
4.当红棕色粉末已转变成黑色后,先停止加热, 再通一会儿一氧化碳,直至玻璃管冷却。

实验现象:红色(氧化铁)粉末逐渐变成黑色, 同时澄清的石灰水逐渐变浑浊。 问题讨论: 1.如何验证反应中生成了什么物质?

将产生的气体通入到澄清石灰水中,澄清
石灰水变浑浊,则生成二氧化碳:

CO2+Ca(OH)2=CaCO3↓+H2O ;红色粉末变黑色,
用磁铁检验,证明黑色粉末为铁。

2.装置中右边的酒精灯起什么作用?

把尾气烧掉,防止污染空气
3.石灰水的作用有哪些? 澄清石灰水用来检验生成物二氧化

碳,并吸收二氧化碳便于处理尾气

注意事项:
1.一氧化碳还原氧化铁是在封闭的硬质玻 璃管中进行的,先通一氧化碳,可以把管内的 空气排出,防止一氧化碳与空气混合受热爆炸. 2.实验完毕先停止加热,还要继续通入一 氧化碳直到玻璃管冷

却为止。防止在高温条件 下,生成的铁再被氧化。

实验改进:

可将上述装置除尾气的部分,改成用气球或
方便袋收集,这样收集得到的未燃的一氧化碳气

体可重复利用

把尾气烧掉,防止 污染空气

工业炼铁
1.原料:铁矿石、焦炭、石灰石、空气

2.设备:高炉
3.反应原理: C+O2 CO2 高 温 CO2+C 2CO 高 温 Fe2O3+3CO 2Fe+3CO2 高 温 CaCO3 CaO+CO2 ↑ 高 温 CaO+SiO2 CaSiO3
点 燃

实际生产中,所用原料或产物一般都含 有杂质,如何进行计算?

例题:用1000t含氧化铁80%的赤铁矿石,理论上可
以炼出含铁96%的生铁的质量是多少吨?

分析:带入化学方程式计算的数据应是纯净物的质量:
赤铁矿石 氧化铁 铁 生铁

方法1:根据化学式:
1000t×80%×70%÷96% = 583.3t

方法2:根据化学方程式

例题:用1000t含氧化铁80%的赤铁矿石,理论上可 以炼出含铁96%的生铁的质量是多少吨?

解:设1000t这种矿石可炼出的生铁的质量为x
1000t矿石中氧化铁的质量是:1000t×80%=800t, 炼出的生铁中单质铁的质量是:96%x

二、金属资源保护

如何防止生 锈?

二.金属资源保护

1.金属的腐蚀和防护

植物油

水 蒸馏水


烘 干 的 试 管

③ ② 实验发现,试管①中铁钉生锈; 铁生锈实际上是铁与氧气,水共同反应

光亮的铁钉在下列情况下,最先生锈的是

研究性学习:铁的生锈过程
铁生锈的实质:铁与空气中的氧气、水蒸气等发
生化学反应的过程。 铁锈的主要成份为:氧化铁 铁制品锈蚀的条件: 铁制品与氧气(或空气)、水蒸气同时接触

金属的防护 (1)隔绝空气或氧气 具体防锈方法: 1.“穿外衣”——加一层保护膜(如:刷油漆、涂油、 电镀、致密的氧化膜) 2.“打强心针”——在铁中加入其它金属改变其内部结 构(如:制成不锈钢) (2)隔绝水 联想:你通常采用哪些措施防止自行车生锈?

3.保持铁制品洁净干燥。

怎样保护金属资源呢? 一、防止金属的腐蚀 二、废旧金属的回收与利用

三、有计划、合理地开采矿物,严禁不
顾国家利益的乱采矿 四、其他途径:寻找金属的代用品

知识点一、金属的锈蚀
【典例1】(2010·晋江中考)钢铁是使用最多的金属材料,但每年因

锈蚀而损失的数量巨大,如何防止金属腐蚀已成为科学研究中的重大
问题。以下有关金属腐蚀的叙述错误的是 ( C ) A.钢铁在潮湿的空气中比在干燥的空气中更容易生锈 B.钢铁锈蚀的实质是与空气中的氧气、水蒸气等发生了化学变化

C.铝比钢铁中的铁活泼,因而铝的抗腐蚀性能比钢铁差
D.在钢铁表面刷油漆可以防止钢铁锈蚀

知识点二、炼铁
【典例2】(2010·常州中考) (1)磁铁矿的主要成分是:
高温

Fe3O4

;(填化学式)

(2)写出CO与Fe2O3在高温条件下反应的化学方程式: Fe2O3 + 3CO === 2Fe + 3CO2 (3)高炉炼铁得到的主要产品是 B ;(填序号)

A.纯铁

B.生铁

C.钢

1.铁钉在下列哪些情况下容易生锈( B C ) A.在干燥的空气中 B.在潮湿的空气中 C.部分浸入食盐水中 说法正确的是( B ) A.铁丝燃烧产生白烟 B.铁丝生锈是缓慢氧化 C.铁丝燃烧的产物是Fe2O3 D.铁锈的主要成分是Fe3O4 D.浸没于植物油中 2.(2010·扬州中考)关于铁丝在氧气中燃烧、铁丝生锈的

3.如图是探究铁锈蚀条件的装置。调节L端与R端的液

面使高度一致,塞紧木塞,一周后观察。下列推断错误
的是( B )

A.b管中铁钉不会锈蚀 B.L端与R端液面高度仍然保持一致 C.该实验说明铁锈蚀与空气、水有关

D.若将a管中的水改为食盐水能加快铁的锈蚀

4.下列家庭生活垃圾:①废旧书刊报纸 ②废电池 ③废 弃橡胶、塑料制品 ④易拉罐饮料瓶 ⑤废弃电线 ⑥破旧 铁锅、铝壶 ⑦变质剩饭菜 ⑧瓜皮果壳 ⑨废弃玻璃物品 ①②③④⑤⑥⑨ 等,其中可回收利用的有:________。 ②④⑤⑥ 回收利用与保护金属资源相关联的是______。

5.(2010·山西中考)某工厂欲从只含有CuSO4的废液中回
收金属铜,并得到工业原料硫酸亚铁,其工业流程如下:

过滤 蒸发 (1)操作a、b的名称分别是________、_______。 (2)写出流程中有关反应的化学方程式: Fe+CuSO4=FeSO4+Cu Fe+H2SO4=FeSO4+H ______________________、_______________ 2↑ 。 以上两个反应能够发生的原因是 在金属活动性顺序中,铁位于铜、氢之前。 。 __________________________

6.(2010·武汉中考)人类每年都要从大自然中提取大量的金 属,用于满足日常生活和工农业生产的需要。 (1)钢铁是我们日常生活中使用最多的金属材料。高炉炼铁常 以焦炭、铁矿石、石灰石、空气等为原料。 一氧化碳和Fe2O3反应的化学方程式
高温



Fe2O3 + 3CO === 2Fe + 3CO2



(2)我国钢铁年产量很高,但因锈蚀造成的损失也很惊人。人 们常采取在铁制品表面涂刷油漆或镀上其他金属等方法,以防 止其锈蚀。上述方法所依据的原理是将铁制品与空气和水隔绝 。

(3)我国矿物储量很丰富,但人均占有量并不多,请保护 金属资源!下面几种做法中,可有效保护金属资源的 是 a d (填字母)。

a.回收利用废旧金属制品
b.任意开采铁矿石 c.铁制品不加处理,存放在潮湿的环境中 d.寻找、开发金属的代用品

1.金属资源的存在形式:单质、化合物 2.工业炼铁的主要化学反应原理是: Fe2O3 + 3CO === 2Fe + 3CO2 3.钢铁的锈蚀主要是铁与空气中的氧气、水蒸气等物质发 生化学

反应的结果。 4.金属资源的保护:防腐、回收、合理并有计划地开采、 寻找金属的代用品。
高温

知识给人重量,成就给人光彩,大多数

人只看到了光彩,而不去称重量。


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