課題3-金屬資源利用和保護(hù)

課題3金屬資源的利用和保護(hù)人類生活離不開金屬金屬有廣泛的用途，對于人類社會起著不可替代的作用!軍事與科技也需要大量的金屬自主預(yù)習(xí)

閱讀書本14－15頁的有關(guān)內(nèi)容，完成下列問題：1.地球上的金屬資源除少數(shù)很不活潑的金屬如

、

等有

形式存在外，其余都以

形式存在。以化合物形式存在的金屬，在自然界中是以礦物的形式存在的。2.金屬在地殼中的分布最多的是：

，其次是

。3.赤鐵礦的顏色是

，化學(xué)式

；磁鐵礦的化學(xué)式

。氧化鐵的化學(xué)式

；氧化亞鐵的化學(xué)式

。一.金屬元素在自然界中的存在

金屬元素在自然界中分布很廣，極少數(shù)不活潑的金屬（如金、銀等）有單質(zhì)形式存在；

含有礦物的巖石稱為礦石。鐵礦石等都是常見的礦石。

其余大多數(shù)以化合物的形式存在。金屬化合物在自然界中以礦物的形式存在。赤鐵礦黃鐵礦FeS2菱鐵礦FeCO3鋁士礦黃銅礦輝銅礦Fe2O3常見幾種金屬礦物的成分孔雀石Cu2(OH)2CO3赤銅礦

Cu2O磁鐵礦（主要成分Fe3O4）罕見的銅礦石毛赤銅礦(Cu2O

)我國是世界上已知礦物種類比較齊全的少數(shù)國家這一，礦物儲量也很豐富，其中鎢、鉬、鈦、錫、銻等儲量居世界前列，銅、鋁、錳等儲量在世界觀上也占有重要志地位。大自然向人類提供了豐富的金屬礦物資源，人類每年要提煉數(shù)以億噸計(jì)的金屬用于工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和其它領(lǐng)域。其中，提取量最大的是鐵。自主預(yù)習(xí)閱讀書本15－16頁的有關(guān)內(nèi)容，完成下列問題：1.煉鐵的原理：

。2.實(shí)驗(yàn)室的煉鐵的步驟（如圖8－20）：要先點(diǎn)燃酒精燈目的是

然后再通入CO其目的

；過一會再點(diǎn)燃酒精噴燈,反應(yīng)條件是

；加熱一會看到玻璃管中的現(xiàn)象是

，該反應(yīng)的化學(xué)方程式為

，看到澄清的石灰水

，化學(xué)反應(yīng)方程式

。3.工業(yè)煉鐵的原料：

、

、

。石灰石的作用

；焦炭的作用

、

；焦炭在高爐中發(fā)生的兩個(gè)化學(xué)反應(yīng)的方程式：

、

；高爐煉鐵的原理的化學(xué)反應(yīng)方程式

。二.鐵的冶煉為紀(jì)念1996年中國鋼產(chǎn)產(chǎn)量突破1億噸而發(fā)行的郵票上海寶山鋼鐵公司煉鐵高爐現(xiàn)象：紅色粉末變成黑色，澄清的石灰水變渾濁。點(diǎn)燃尾氣有藍(lán)色火焰一氧化碳還原氧化鐵實(shí)驗(yàn)室相關(guān)的化學(xué)方程式：Fe2O3+3CO2Fe+3CO2CO2+Ca(OH)2CaCO3

↓+H2O2CO+O22CO2點(diǎn)燃高溫用酒精燈點(diǎn)燃尾氣的作用是防止一氧化碳污染空氣

C2H5OH+3O2==CO2+3H2O點(diǎn)燃實(shí)驗(yàn)步驟：1、檢查裝置氣密性2、將適量的氧化鐵裝入試管并固定裝置3、點(diǎn)燃右邊酒精燈4、通入一氧化碳?xì)怏w5、點(diǎn)燃酒精噴燈給氧化鐵加熱6、待硬質(zhì)玻璃管內(nèi)紅色物質(zhì)完全變?yōu)楹谏珪r(shí)停止加熱7、待玻璃管內(nèi)固體冷卻后停止通入一氧化碳，然后熄滅右邊酒精燈注意：實(shí)驗(yàn)前要先通CO將玻璃管中的空氣排盡再加熱，防止加熱時(shí)CO與空氣混合發(fā)生爆炸；實(shí)驗(yàn)完畢后，停止加熱時(shí)要繼續(xù)通CO至玻璃管內(nèi)固體冷卻，防止高溫下的生成物鐵重新被氧化，同時(shí)還可防止石灰水倒吸。1、原料：黃鐵礦FeS2赤鐵礦Fe2O3菱鐵礦FeCO3磁鐵礦Fe3O42、原理：在高溫下，利用焦炭與氧氣反應(yīng)生成的一氧化碳把鐵從鐵礦石中還原出來Fe2O3+3CO2Fe+3CO2高溫石灰石、鐵礦石焦炭、空氣3、設(shè)備：高爐化學(xué)方程式：70%48.27%46.67%72.41%含鐵量高爐是個(gè)豎直的圓筒形爐子，爐殼用鋼板制成，內(nèi)部用耐火磚作襯里。煉鐵的主要原料是鐵礦石、焦炭、石灰石和空氣。高溫下，用還原劑（主要是一氧化碳）從鐵礦石里把鐵還原出來

工業(yè)上鐵礦石焦炭熱空氣爐渣出口生鐵出口石灰石高爐煉鐵圖：煉鐵時(shí)各物質(zhì)的作用：石灰石：把雜質(zhì)轉(zhuǎn)化為爐渣焦炭：燃燒放熱提高爐溫，并將生成的CO2還原為具有還原性的CO，因此在煉鐵高爐中起主要作用的還原劑是CO，優(yōu)點(diǎn)是氣體還原劑具有流動(dòng)性，能與礦石充分接觸，使反應(yīng)更徹底。物理性質(zhì)化學(xué)性質(zhì)金屬的利用金屬的保護(hù)5、有位同學(xué)設(shè)計(jì)了下列實(shí)驗(yàn)（裝置及所用藥品如圖所示），仔細(xì)觀察后回答下列問題。（1）在給氧化鐵加熱時(shí)，要先通入一氧化碳?xì)怏w后加熱，其目的是

。（2）在C處看到的現(xiàn)象是

，說明反應(yīng)后有

生成。（3）本實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)中，在B處所采取措施的目的是

，其優(yōu)點(diǎn)是

。排盡玻璃管中的空氣，以免CO與空氣混合后加熱發(fā)生爆炸.澄清石灰水變渾濁二氧化碳

防止一氧化碳污染環(huán)境

充分利用能源鐵軌的銹蝕鐵釘?shù)纳P各種鐵制品的銹蝕

為了減少損失，需要探究金屬銹蝕的原因、防護(hù)的方法和廢金屬的回收利用金屬銹蝕給人類帶來了巨大的損失。據(jù)有關(guān)資料報(bào)導(dǎo)，現(xiàn)在全世界每年被腐蝕而報(bào)廢的金屬設(shè)備和材料相當(dāng)于年產(chǎn)量的20%——40%鋼鐵的最大的弱點(diǎn)就是容易生繡三.金屬資源保護(hù)1.金屬的腐蝕和防護(hù)全浸在水中干燥空氣中一半在水中食鹽水中稀H2SO4中實(shí)驗(yàn)：探究鐵生銹的條件

一周后鐵釘沾了酸液:鐵釘嚴(yán)重銹蝕鐵釘浸沒一半的在食鹽水中：浸沒在食鹽水中的鐵釘幾乎全部生銹鐵釘浸沒一半在水中：鐵在空氣、水的界面處生銹鐵釘完全浸沒在水中（上面還加植物油）：鐵未生銹鐵釘放在干燥的空氣中（加干燥劑等）：鐵未生銹全浸在水中稀H2SO4中一半在水中食鹽水中干燥空氣中1．鐵生銹是鐵與氧氣、水等物質(zhì)相互作用。（緩慢氧化,放熱）2.在有酸性和鹽條件下會加快生銹速率3．鐵銹（混合物）的主要成分是氧化鐵Fe2O3,紅棕色.結(jié)論:鐵在空氣中銹蝕，實(shí)際上是鐵跟氧氣、水等物質(zhì)相互作用，發(fā)生一系列復(fù)雜的化學(xué)變化，使鐵轉(zhuǎn)化為鐵的化合物的過程。因此，鐵與空氣接觸，又有水分時(shí)，最易生銹！鐵銹成分復(fù)雜，主要是Fe2O3·XH2O它是一種疏松多孔的物質(zhì)鐵銹

鐵銹這種多孔性的物質(zhì)，能讓水分和空氣穿過它的空隙，不斷向里層滲透，繼續(xù)跟鐵反應(yīng)，直至鐵被完全銹蝕。氧化鐵與鋁壺表面的氧化鋁膜性質(zhì)比較

鐵銹

(Ｆe2Ｏ3)氧化鋁

(Al2O3)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)若不除去結(jié)果疏松多孔完全銹蝕致密結(jié)實(shí)使鋁“自我保護(hù)”鐵鐵銹與空氣（氧氣）接觸與水接觸想一想閱讀教材P19頁，回答下列問題：1、試管Ⅱ中為什么要用煮沸過的蒸餾水，且要加入植物油？

2、鋁與氧氣反應(yīng)生成的氧化鋁能起到保護(hù)里層鋁的作用。鐵銹是否也能保護(hù)里層的鐵呢？

3、你能否根據(jù)鐵生銹的條件提出防止鐵制品生銹的原理嗎？是為了防止蒸餾水中溶有氧氣。不能，因?yàn)殍F銹是疏松的。4.加快鐵生銹速率的情況酸性污染物的存在

(酸雨)加快生銹速度離子化合物的存在

(氯化鈉)高溫