课 题 3 金属资源的利用和保护第一课时第一课时 第二课时第二课时 课 题 3 金属资源的利用和保护金属在自然界的存在方式：金属在自然界的存在方式：单质：单质：少数化学性质较不活泼的金属，如金、银等。少数化学性质较不活泼的金属，如金、银等。化合物：化合物：化学性质较活泼的金属，如铁、铝、铜等。化学性质较活泼的金属，如铁、铝、铜等。赤铁矿赤铁矿Fe2O3黄铁矿黄铁矿FeS2菱铁矿菱铁矿FeCO3 课 题 3 金属资源的利用和保护铝士矿铝士矿Al2O3黄铜矿黄铜矿CuFeS2辉铜矿辉铜矿Cu2S矿石：矿石：工业上把能用来提炼金属的矿物叫工业上把能用来提炼金属的矿物叫矿石。矿石。铁矿石铁矿石 铁铁 课 题 3 金属资源的利用和保护1、加热氧化铁使其分解。、加热氧化铁使其分解。 类类似似拉瓦锡测空气成份时的氧化汞的分解生成汞和氧气拉瓦锡测空气成份时的氧化汞的分解生成汞和氧气2、使用氢气、碳、一氧化碳等还原剂夺去氧化铁中的氧。、使用氢气、碳、一氧化碳等还原剂夺去氧化铁中的氧。类似我们学习碳的性质时的碳还原氧化铜类似我们学习碳的性质时的碳还原氧化铜我们试一下实验室：我们试一下实验室：一氧化碳还原氧化铁一氧化碳还原氧化铁Fe2O3现象：现象： 红色红色粉末粉末变成变成黑色，黑色，Fe2O3 + 3CO 2Fe + 3CO2高温高温澄清的石灰水变浑浊。澄清的石灰水变浑浊。CO2 + Ca(OH)2 CaCO3 + H2O用酒精灯点燃尾气的作用是用酒精灯点燃尾气的作用是防止防止CO污染空气污染空气2CO + O2 2CO2点燃点燃 课 题 3 金属资源的利用和保护2、我国现代炼铁（、我国现代炼铁（高炉炼铁高炉炼铁）。）。1、我国古代炼铁（、我国古代炼铁（生熟炼铁炉生熟炼铁炉）。）。一、铁的冶炼一、铁的冶炼工业炼铁的原理工业炼铁的原理：在高温下，利用焦炭与氧气反应生成：在高温下，利用焦炭与氧气反应生成的一氧化碳把铁从铁矿石里还原出来。的一氧化碳把铁从铁矿石里还原出来。工业炼铁的原料工业炼铁的原料：铁矿石、焦炭、石灰石等。：铁矿石、焦炭、石灰石等。工业炼铁的设备工业炼铁的设备：高炉。：高炉。焦炭：燃烧放热提高炉温，并将生成的焦炭：燃烧放热提高炉温，并将生成的CO2还原为具有还还原为具有还原性的原性的CO，因此在炼铁高炉中起主要作用的还原剂是，因此在炼铁高炉中起主要作用的还原剂是CO，优点是气体还原剂具有流动性，能与矿石充分接触，使，优点是气体还原剂具有流动性，能与矿石充分接触，使反应更彻底。反应更彻底。铁矿石：提供铁元素。铁矿石：提供铁元素。石灰石：将矿石中的二氧化硅转变为炉渣。石灰石：将矿石中的二氧化硅转变为炉渣。 课 题 3 金属资源的利用和保护有关杂质问题的计算有关杂质问题的计算例例 1000t含氧化铁含氧化铁80%的赤铁矿石，理论上可炼出含的赤铁矿石，理论上可炼出含铁铁96%的生铁的质量是多少？的生铁的质量是多少？解：氧化铁的质量：解：氧化铁的质量： 1000t 80% =800t设：理论上可炼出铁的质量为设：理论上可炼出铁的质量为XFe2O3 + 3CO 2Fe + 3CO2高温高温160 256800t X160X256800tX = 560t折合为含铁折合为含铁96%的生铁的质量为的生铁的质量为560t96%=583t答：答：1000t可炼出生铁为可炼出生铁为583t。 课 题 3 金属资源的利用和保护请用另一种方法试一试：请用另一种方法试一试：解：解：1000t80% 256 160 96% = 583t练习：要炼出含杂质练习：要炼出含杂质3%的生铁的生铁2000吨，需要含四氧化吨，需要含四氧化三铁三铁90%的磁铁矿石的质量是多少？的磁铁矿石的质量是多少？Fe3O4+4CO 3Fe+4CO2高温解：需要含解：需要含Fe3O490%的磁铁矿石的质量为的磁铁矿石的质量为X232 356X 90 2000t (1-3%) 232 356 X 90 2000t (1-3%)X=2977t答：磁铁矿石的质量为答：磁铁矿石的质量为2977t。 课 题 3 金属资源的利用和保护二、金属资源保护二、金属资源保护资料一：资料一：据有关资料报道，据有关资料报道，现在世界上每年因腐蚀而报现在世界上每年因腐蚀而报废的金属设备和材料相当于废的金属设备和材料相当于年产量的年产量的20% 20% 4040% %。资料二：资料二：矿物的储量有限，而且不能再生。根据矿物的储量有限，而且不能再生。根据已探明的一些矿物的储藏量，并目前这些金属的已探明的一些矿物的储藏量，并目前这些金属的消耗速度，有人估消耗速度，有人估 计一些矿物、可供开采的年限计一些矿物、可供开采的年限如课本图所示（不包括今后新探明的矿物储量，如课本图所示（不包括今后新探明的矿物储量，一些国家的金属储备和金属的回收利用等）。一些国家的金属储备和金属的回收利用等）。 课 题 3 金属资源的利用和保护金属锈蚀给人类带来了巨大的损失。金属锈蚀给人类带来了巨大的损失。为了减少损失，需要为了减少损失，需要探究探究金属锈蚀的原因、防护的方法和废金属的回收利用金属锈蚀的原因、防护的方法和废金属的回收利用. 1 1、金属的腐蚀和防护、金属的腐蚀和防护活动与探究活动与探究（铁生锈条件的探究）（铁生锈条件的探究） 条条 件件现象现象分分 析析水、氧气水、氧气水水氧气氧气生锈生锈不生锈不生锈不生锈不生锈可得铁生锈与氧气有关可得铁生锈与氧气有关可得铁生锈与水有关可得铁生锈与水有关结论：在结论：在水、氧气水、氧气同时存同时存在的环境中铁能生锈在的环境中铁能生锈。（缓慢氧化，放热）（缓慢氧化，放热）问题：问题：铝的化学性质比铁铝的化学性质比铁活泼为什么不生锈呢？活泼为什么不生锈呢？ 课 题 3 金属资源的利用和保护铝与氧气反应生成的致密的氧化铝薄膜，能覆盖在铝表面，铝与氧气反应生成的致密的氧化铝薄膜，能覆盖在铝表面，从而从而保护里层的铝不再与氧气反应保护里层的铝不再与氧气反应；而铁与氧气、水等反；而铁与氧气、水等反应生成的应生成的铁锈铁锈Fe2O3H2O却很疏松，不能阻碍里层的铁却很疏松，不能阻碍里层的铁继续与氧气、水等反应继续与氧气、水等反应，因此铁制品可以全部锈蚀。，因此铁制品可以全部锈蚀。结论：结论： 金属锈蚀的条件：金属锈蚀的条件：要有能够发生反应的物质，要有能够发生反应的物质，反应物反应物要能相互接触，要能相互接触，生成生成 物不会对反应起阻碍作用等。物不会对反应起阻碍作用等。请同学们根据燃烧条件和灭火的方法结合铁生锈的条件，请同学们根据燃烧条件和灭火的方法结合铁生锈的条件，说出防止铁生锈的方法。说出防止铁生锈的方法。（1)1)隔绝空气或氧气隔绝空气或氧气 (2)(2)隔绝水隔绝水 讨论：自行车的构件如支架、链条、钢圈等，分别采取了讨论：自行车的构件如支架、链条、钢圈等，分别采取了什么防锈措施？什么防锈措施？刷油漆刷油漆涂油涂油镀铬镀铬 课 题 3 金属资源的利用和保护1、改变金属的内部结构、改变金属的内部结构制成合金，如不锈钢制成合金，如不锈钢2、形成保护层、形成保护层刷油漆、涂油、烧制搪瓷（物理方法）刷油漆、涂油、烧制搪瓷（物理方法）电镀上一层耐腐蚀的金属（镀铬、锌、锡）、通电镀上一层耐腐蚀的金属（镀铬、锌、锡）、通过化学反应使表面形成致密的氧化物薄膜等过化学反应使表面形成致密的氧化物薄膜等3、改善腐蚀环境等等、改善腐蚀环境等等保持铁制品表面干燥和洁净保持铁制品表面干燥和洁净 对防止铁制品锈蚀的建议：对防止铁制品锈蚀的建议： 课 题 3 金属资源的利用和保护2 2、金属资源保护、金属资源保护保护金属资源的主要途径：保护金属资源的主要途径：1、防止金属的腐蚀、防止金属的腐蚀2、金属的回收和利用、金属的回收和利用3、有计划合理地开采矿物、有计划合理地开采矿物4、寻找金属代用品、寻找金属代用品学完本课题你应该知道：学完本课题你应该知道：P20学生练习学生练习：1、根据铜绿的化学式根据铜绿的化学式Cu2(OH)2CO3分析铜生分析铜生锈的条件又是什么？锈的条件又是什么？与氧气、水和二氧化碳接触与氧气、水和二氧化碳接触5、物尽其用、物尽其用 课 题 3 金属资源的利用和保护2、通过实验回答，铁钉在、通过实验回答，铁钉在下列哪些情况下容易生锈？下列哪些情况下容易生锈？（1）在干燥的空气中）在干燥的空气中 （2）在潮湿的空气中）在潮湿的空气中 （3）部分浸入食盐水中）部分浸入食盐水中 （4）浸没在植物油中）浸没在植物油中3、如图所示实验，装置、如图所示实验，装置中出现的现象是（中出现的现象是（ ）A、铁丝不变化、铁丝不变化 B、铁丝逐渐消失、铁丝逐渐消失 C、试管中的液面不变化、试管中的液面不变化D、试管中的液面上升、试管中的液面上升D 课 题 3 金属资源的利用和保护4、下列关于金属资源的说法，不正确的是（、下列关于金属资源的说法，不正确的是（ ） A、自然界中除少数不活泼的金属如金、银等以单质形式、自然界中除少数不活泼的金属如金、银等以单质形式存在外，其余都以化合物形式存在存在外，其余都以化合物形式存在 B、自然界中的金属资源是取之不尽的、自然界中的金属资源是取之不尽的 C、防止金属锈蚀、回收利用废旧金属可以保护金属资源、防止金属锈蚀、回收利用废旧金属可以保护金属资源和环境和环境 D、合理开发矿物、寻找金属代用品都是保护金属资源的、合理开发矿物、寻找金属代用品都是保护金属资源的有效途径有效途径B5、手机、笔记本电脑等电子产品中使用的锂电池，具有、手机、笔记本电脑等电子产品中使用的锂电池，具有体积小、充电时间短、放电时间长等优点，放电时的工作体积小、充电时间短、放电时间长等优点，放电时的工作原理是锂（原理是锂（Li）跟二氧化锰作用生成）跟二氧化锰作用生成LiMnO2。1）在）在LiMnO2里，锂元素显里，锂元素显1价，则锰元素的化合价为价，则锰元素的化合价为 ；2）写出锂电池放电时的化学方程式）写出锂电池放电时的化学方程式 ；（；（3）锂电池充电时，是将电能转化为锂电池充电时，是将电能转化为 能。能。3 Li+MnO2=LiMnO2 化学化学 课 题 3 金属资源的利用和保护6、图表资料可以为我们提供很多信息，下列从图表中获、图表资料可以为我们提供很多信息，下列从图表中获取的信息及应用不正确的是（取的信息及应用不正确的是（ ）A、根据金属活动性顺序表，判断金属是否容易被盐酸、根据金属活动性顺序表，判断金属是否容易被盐酸腐蚀腐蚀B、根据金属的熔点数据表，判断金属的导电性强弱、根据金属的熔点数据表，判断金属的导电性强弱C、根据溶解度曲线图，选择从溶液中获得晶体的方法、根据溶解度曲线图，选择从溶液中获得晶体的方法D、根据元素周期表，查找元素的原子序数、元素符号、根据元素周期表，查找元素的原子序数、元素符号、相对原子质量相对原子质量B7、下列有关对自行车的做法不合理的是（、下列有关对自行车的做法不合理的是（ ）A、车架表面喷涂油漆、车架表面喷涂油漆 B、钢圈表面镀防护金属、钢圈表面镀防护金属C、露天放置，日晒雨淋、露天放置，日晒雨淋 D、链条表面涂机油、链条表面涂机油C