金属的冶炼与防护,少数金属以单质形式存在,其他大多数金属以化合物形式存在于金属矿物中。,思考：金属在自然界的存在形式,自然界以单质形式存在的金,自然界以单质形式存在的银,一、认识几种常见的金属矿物,赤铁矿（主要成分Fe2O3）,磁铁矿（主要成分Fe3O4）,一、认识几种常见的金属矿物,菱铁矿（主要成分FeCO3）,黄铁矿（主要成分FeS2）,一、认识几种常见的金属矿物,辉铜矿（主要成分Cu2S）,铝土矿（主要成分Al2O3）,二、金属冶炼史及方法,商代 四羊方尊,二、金属冶炼史及方法,商代 后母戊鼎,二、金属冶炼史及方法,湿法炼铜工艺流程,中国古代炼铁图,二、金属冶炼史及方法,春秋时代铁锄和铁削,二、金属冶炼史及方法,百炼成钢,二、金属冶炼史及方法,中国古代在很多金属的冶炼技术上均居于世界前列。,二、金属冶炼史及方法,霍尔-埃鲁铝电解法：以纯净的氧化铝为原料，用熔化的冰晶石(Na3AlF6)作熔剂，电解制铝。,二、金属冶炼史及方法,常见的冶金方法,火法（碳还原法）,电解法,金属氧化物或硫化物的直接热分解,二、金属冶炼史及方法,三、铁的冶炼,工业炼铁的主要反应原理是： 高温下，用一氧化碳将铁从其氧化物中还原出来。,三、铁的冶炼,1.药品选择,Fe2O3 ,CO还原Fe2O3,2.仪器选择、装置组装,三、铁的冶炼CO还原Fe2O3,选择反应装置,请思考：选择反应装置的依据？,反应物的状态和反应条件,2.仪器选择、装置组装,三、铁的冶炼CO还原Fe2O3,2.仪器选择、装置组装,组装好的反应装置,三、铁的冶炼CO还原Fe2O3,2.仪器选择、装置组装,猜想：,？ CO2,用什么试剂检验：,澄清石灰水,三、铁的冶炼CO还原Fe2O3,2.仪器选择、装置组装,三、铁的冶炼CO还原Fe2O3,用什么装置：,2.仪器选择、装置组装,此套装置仍有不足，为什么？,CO有毒，未经处理，不能直接排放到空气中，会造成污染。,三、铁的冶炼CO还原Fe2O3,2.仪器选择、装置组装,如何处理多余的CO？,三、铁的冶炼CO还原Fe2O3,资料：CO有毒，且具有可燃性,三、铁的冶炼CO还原Fe2O3,请同学们看视频，,关注实验操作顺序,观察并记录实验现象,三、铁的冶炼CO还原Fe2O3,三、铁的冶炼CO还原Fe2O3,1.实验操作顺序：,为什么先通CO，再点燃酒精喷灯？ 而实验结束时，先熄灭酒精喷灯，再停止通CO？,三、铁的冶炼CO还原Fe2O3,28,三、铁的冶炼CO还原Fe2O3,实验结束，先灭酒精喷灯，再停通CO：,排尽管内空气，防止CO与空气混合，加热时发生爆炸。,实验开始，先通CO，再点燃酒精喷灯：,三、铁的冶炼CO还原Fe2O3,三、铁的冶炼CO还原Fe2O3,实验结束，先灭酒精喷灯，再停通CO：,排尽管内空气，防止CO与空气混合，加热时发生爆炸。,实验开始，先通CO，再点燃酒精喷灯：,防止澄清石灰水倒吸，炸裂硬质玻璃管。,三、铁的冶炼CO还原Fe2O3,2.实验中，你观察到了什么现象？,三、铁的冶炼CO还原Fe2O3,红褐色固体变黑,澄清石灰水变浑浊,气体燃烧，发出蓝色火焰，放热,怎样检验有铁生成？,物理方法：用吸铁石吸引管内固体,化学方法：向所得固体中加入足量稀盐酸,三、铁的冶炼CO还原Fe2O3,现象验证了猜想，反应生成Fe和CO2，你能写出此反应的化学方程式么？,三、铁的冶炼CO还原Fe2O3,工业炼铁是一个复杂的过程。看视频，了解工业炼铁过程。从原料、原理、设备及产物等方面比较刚才实验与工业炼铁的异同点。,三、铁的冶炼CO还原Fe2O3,三、铁的冶炼工业炼铁,资料,CO、Fe2O3（纯净物）,三、铁的冶炼工业炼铁,铁矿石、焦炭、 石灰石（混合物）,不同,三、铁的冶炼工业炼铁,主要原理相同,上海宝山钢铁公司炼铁高炉,三、铁的冶炼工业炼铁,硬质玻璃管酒精喷灯,高炉,不同,高炉出铁,三、铁的冶炼工业炼铁,Fe粉,铁水 （含C、Si、Mn、S、P等）,不同,三、铁的冶炼工业炼钢,生铁与钢有什么区别？,含碳量不同，生铁含碳量高于钢。,怎样将生铁转变为钢？,降低碳含量。,如何降碳？,用氧气，与过量的碳反应。,工业炼钢的原理是： 高温下，用氧气把生铁中过量的碳和其他杂质，分批氧化成气体或炉渣而除去。,三、铁的冶炼工业炼钢,氧气顶吹转炉炼钢,三、铁的冶炼工业炼钢,邮电部为纪念我国钢产量突破1亿吨而发行的邮票（1996）,三、铁的冶炼工业炼钢,四、金属的腐蚀与防护,据有关资料报道，现在世界上每年因腐蚀而损失的金属材料和设备竟然相当于其年产量的1/4左右！,钢铁表面生成的铁锈，主要成分为Fe2O3。,探究：铁生锈的条件,四、金属的腐蚀与防护,探究：铁生锈的条件,提出问题铁生锈的条件是什么？ 猜想假设,猜想1：铁与氧气接触,猜想2：铁与水接触,猜想3：铁与氧气、水同时接触,设计实验,探究：铁生锈的条件,实验操作,探究：铁生锈的条件,实验现象,第一天,第七天,第四天,探究：铁生锈的条件,实验现象,探究：铁生锈的条件,试管1、2中的铁钉不生锈,试管3中的铁钉生锈了,实验结论,铁生锈需铁与氧气、水等同时接触,探究：铁生锈的条件,对比实验，需控制实验条件相同,四、金属的腐蚀与防护,铁锈本身带水，且表面疏松多孔，具有吸水性，不仅不能阻碍内部的铁与氧气、水蒸气等接触，而且能加速锈蚀，最终导致钢铁全部被腐蚀。,思考：生活中有哪些常见的防锈方法？,这些防锈方法利用了什么原理？,搪瓷盆,汽车喷漆,水龙头镀铬,四、金属的腐蚀与防护,切断铁生锈的任意一个条件，即，使钢铁与氧气或水隔绝，就可以防止锈蚀的发生。,四、金属的腐蚀与防护,喷漆,涂油,镀层,隔离 空气法,四、金属的腐蚀与防护,加入合金元素，制成不锈钢,四、金属的腐蚀与防护,废旧金属随意弃置，既容易造成环境污染，如废旧电池。又浪费了有限的金属资源。我们应该对废旧金属进行回收并循环利用，以促进人类社会的可持续发展。,四、金属的腐蚀与防护,小结本节收获了：,知道了一些常见金属矿物； 了解了用铁矿石炼铁的化学原理； 知道了钢铁生锈的条件及防护方法； 学会了利用控制实验条件对化学问题进行探究的方法 ,课后思考：,1. 为什么人类首次发现的单质铁陨铁来自外太空？,2. CO还原Fe2O3实验中，实验结束后，装置内是否还有CO？应该怎样做才能将其除尽，避免污染空气？,