金屬資源的利用和保護(hù)

課題3金屬資源的利用和維護(hù)人類生活離不開(kāi)金屬一.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)方式存在；圖5—2地殼中金屬的百分含量含有礦物的巖石稱為礦石。鐵礦石等都是常見(jiàn)的礦石其他大多數(shù)以化合物的方式存在。金屬化合物在自然界中以礦物的方式存在。元素名稱質(zhì)量分?jǐn)?shù)/％元素名稱質(zhì)量分?jǐn)?shù)/％鋁7.73鎂2.00鐵4.75鋅0.008鈣3.45銅0.007鈉2.74銀0.00001鉀2.47金0.0000005赤鐵礦黃鐵礦FeS2菱鐵礦FeCO3鋁士礦黃銅礦輝銅礦Fe2O3常見(jiàn)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〕我國(guó)是世界上知礦物種類比較齊全的少數(shù)國(guó)家這一，礦物儲(chǔ)量也很豐富，其中鎢、鉬、鈦、錫、銻等儲(chǔ)量居世界前列，銅、鋁、錳等儲(chǔ)量在世界觀上也占有重要志位置。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)消費(fèi)和其它領(lǐng)域。其中，提取量最大的是鐵。金屬活動(dòng)性順序表：KCaNaMgAlZnFeSnPb(H)CuHgAgPtAu金屬活動(dòng)性由強(qiáng)逐漸減弱金屬的存在方式單質(zhì)：少數(shù)化學(xué)性質(zhì)較不活潑的金屬，如金、銀等化合物：化學(xué)性質(zhì)較活潑的金屬，如鐵、鋁、鋅、鈉和鈣等孔雀石(Cu2(OH)2CO3)閃鋅礦一、鐵的冶煉一、鐵的冶煉景象：紅色粉末變成黑色，廓清的石灰水變渾濁。點(diǎn)燃尾氣有藍(lán)色火焰一氧化碳復(fù)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3、請(qǐng)根據(jù)實(shí)驗(yàn)CO與Fe2O3的反響，回答以下問(wèn)題：

問(wèn)題：1、一氧化碳與氧化鐵的反響有下面四步

〔1〕點(diǎn)燃酒精燈給氧化鐵加熱〔2〕通入一氧化碳〔3〕停頓通入一氧化碳〔4〕停頓對(duì)氧化鐵加熱；

那么正確的順序是()

2143問(wèn)題4、為何反響安裝后面還有一個(gè)氣球？答：搜集尾氣防止大氣污染。問(wèn)題5、他還有其他處置尾氣的方法嗎？

先通后點(diǎn)的緣由是為了防止加熱一氧化碳和空氣的混合氣而發(fā)生爆炸。實(shí)驗(yàn)終了后，先熄燈后停氣的緣由是為了防止溫度降低后外面的空氣進(jìn)入玻璃管使鐵重新被氧化；還防止試管中的石灰水倒吸入熱的玻璃管，使之炸裂。操作中應(yīng)留意些什么？先通CO后點(diǎn)燈先熄滅酒精燈后停頓通CO工業(yè)煉鐵1、原理：高溫下用一氧化碳從鐵礦石中把鐵反響出來(lái)。2、主要原料：鐵礦石、焦炭、石灰石

3、主要設(shè)備：高爐高爐表示圖4、主要反響過(guò)程〔1〕焦炭與

過(guò)量空氣高溫反響〔2〕二氧化碳又與焦炭在高溫下反響生成一氧化碳〔3〕一氧化碳與赤鐵礦石高溫反響

試寫(xiě)出各步反響的化學(xué)方程式：(1)C＋O2＝CO2(2)CO2＋C＝2CO(3)Fe2O3＋3CO＝2Fe＋3CO2

點(diǎn)燃高溫高溫

問(wèn)題1：原料中焦炭和石灰石的作用是什么？答：焦炭的作用是作燃料和生成一氧化碳。石灰石的作用是除去爐渣。5、產(chǎn)物〔1〕生鐵〔2〕高爐煤氣：CO、CO2、N2、大量灰塵等?！?〕爐渣：主要是CaSiO3問(wèn)題1：高爐煤氣能否直接排放？怎樣處置？問(wèn)題2:生鐵中的主要成分是什么?答：1:高爐煤氣不可直接排放。必需凈化處置并加以綜合利用。2:生鐵主要含鐵，除此之外還含有2%-4.3%的碳,還含有錳、硅、硫、磷等元素。煉鋼和煉鐵的比較生鐵冶煉煉鋼原料鐵礦石、焦炭、空氣、石灰石

生鐵、廢鋼原理在高溫下，用一氧化碳從鐵的氧化物中將鐵還原出來(lái)。Fe2O3+3CO2Fe+3CO2用氧氣或鐵的氧化物除去生鐵中多余的碳元素主要設(shè)備高爐轉(zhuǎn)爐、平爐、電爐產(chǎn)品生鐵鋼高溫例題：用1000t含氧化鐵80％的赤鐵礦石，實(shí)際上可以煉出含鐵96％的生鐵多少t?解：設(shè)實(shí)際上可以煉出含鐵96%的生鐵的質(zhì)量為xFe2O3------------------2Fe1602×561000t×80％x·96%∵1602×561000t×80％x·96%∴x=2×56×1000t×80％160×96%=583t答：略。練習(xí)：1、某鋼鐵廠每天需耗費(fèi)5000t含氧化鐵76％的赤鐵礦石，該廠實(shí)際上可以日產(chǎn)Fe98％的生鐵多少t?2、冶煉2000t含雜質(zhì)3％的生鐵，需求含F(xiàn)e3O490%的磁鐵礦石多少t?第2課時(shí)二、金屬資源維護(hù)金屬資源的維護(hù)資料一：根據(jù)已探明的一些礦物的貯藏量和目前耗費(fèi)速度，有人估計(jì)一些礦物可供開(kāi)采的年限如以下圖所示。資料二：據(jù)有關(guān)資料報(bào)道，如今世界上每年因腐蝕而報(bào)廢的金屬設(shè)備和資料相當(dāng)于年產(chǎn)量的20%~40%。思索1、金屬資源短缺對(duì)人類社會(huì)開(kāi)展意味著什么呢？2、金屬腐蝕的條件是什么？如何防腐？3、如何維護(hù)金屬資源？鐵生銹的條件：與氧氣〔或空氣〕接觸與水接觸其它影響要素：溫度、鹽等思索：根據(jù)銅綠的化學(xué)式Cu2(OH)2CO3分析銅生銹的條件又是什么？與氧氣、水和二氧化碳接觸實(shí)驗(yàn)：探求鐵生銹的條件鐵生銹條件的探求現(xiàn)象分析結(jié)論試管Ⅰ試管Ⅱ

試管Ⅲ生銹不生銹不生銹鐵既與水接觸，又與氧氣接觸鐵只與水接觸鐵只與氧氣接觸在水、氧氣同時(shí)存在的環(huán)境中鐵能生銹?！簿徛趸?，放熱〕鐵在空氣中銹蝕，實(shí)踐上是鐵跟氧氣、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(guò)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(guò)它的空隙，不斷向里層浸透，繼續(xù)跟鐵反響，直至鐵被完全銹蝕。氧化鐵與鋁壺外表的氧化鋁膜性質(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“自我維護(hù)〞鐵鐵銹與空氣〔氧氣〕接觸與水接觸自行車的構(gòu)件如支架、鏈條、鋼圈等，分別采取了什么防銹措施？刷油漆涂油鍍鉻①堅(jiān)持鋼鐵外表的清潔枯燥。②鍍金屬維護(hù)層：如鍍錫、鍍鋅、鍍鉻等；白鐵皮鍍鋅，馬口鐵鍍錫，鋼圈鍍鉻、鎳。③涂非金屬維護(hù)層：如噴涂油漆、涂防銹油、在臉盆、杯子外表燒涂搪瓷、用橡膠或塑料包在鋼鐵外表。④構(gòu)成氧化膜維護(hù)層：槍套上構(gòu)成四氧化三鐵、鋸條上的烤藍(lán)。⑤在鋼鐵里參與金屬或非金屬構(gòu)成耐腐蝕合金：如不銹鋼〔加Cr、Ni〕防止鐵銹蝕的主要措施：怎