第八单元课题3_金属资源的利用和保护课件用.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,第八单元 金属和金属材料,课题,3,金属资源的利用和保护,温故知新,1,、背诵金属活动性顺序表。,3,、金属有哪些化学性质？,2,、金属活动性顺序有哪些应用？,4,、写出下列化学反应的化学方程式：,（,1,）镁、锌、铁与盐酸的反应,（,2,）铁钉与硫酸铜溶液、铜丝与硝酸银溶液的反应。,K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb(H)Cu Hg Ag Pt Au,判断金属的活动性；判断金属与酸的反应；判断金属与盐的反应。,金属与氧气反应，生成金属氧化物；金属与酸反应，生成盐和氢气；,金属与某些盐溶液反应。生成新金属和新盐。,（,1,）,Mg+2HCl=MgCl,2,+H,2,Zn+2HCl=ZnCl,2,+H,2,Fe+2HCl=FeCl,2,+H,2,、,（,2,）,Fe+CuSO,4,=FeSO,4,+Cu,Cu+2AgNO,3,=Cu(NO,3,),2,+2Ag,5.(1),铝比铁活泼，但铝箔比铁螺丝钉耐腐蚀。铝制品耐腐蚀的原因是,。,(2),若要验证铜、铁、铝的活动性顺 序，某同学已经选择了打磨过的铁丝，你认为他还需要的另外两种溶液是,。,铝与氧气反应表面形成致密氧化膜,CuSO,4,溶液和,Al,2,(SO,4,),3,溶液,(,其他合理答案均可,),学习目标,知识与技能,：,1,、知道一些常见金属如铁、铝、铜等矿物，了解从铁矿石中将铁还原出来的方法；,2,、会根据化学方程式对含有某些杂质的反应物或生成物进行有关计算。,过程与方法,：,了解金属锈蚀的条件以及防止金属锈蚀的简单方法。,情感态度与价值观,：,知道废旧金属对环境 的污染，认识回收利用废旧金属等金属资源保护的重要性。,人类生活离不开金属,金属有广泛的用途，对于人类社会起着不可替代的作用,!,军事与科技也需要大量的金属,一,.,金属元素在自然界中的存在,金属元素在自然界中分布很广，极少数不活泼的金属（如金、银等）以,单质形式,存在；,图,52,地壳中金属的百分含量,含有矿物的岩石称为,矿石。,铁矿石等都是常见的矿石,其余大多数以,化合物,的形式存在。金属化合物在自然界中以,矿物,的形式存在。,元素名称,质量分数,/,元素名称,质量分数,/,铝,7.73,镁,2.00,铁,4.75,锌,0.008,钙,3.45,铜,0.007,钠,2.74,银,0.00001,钾,2.47,金,0.0000005,赤铁矿,黄铁矿,FeS,2,菱铁矿,FeCO,3,Fe,2,O,3,常见几种金属矿物的成分,黄铜矿,CuFeS,2,辉铜矿,Cu,2,S,铝士矿,Al,2,O,3,孔雀石,Cu,2,(OH),2,CO,3,赤铜矿,Cu,2,O,磁铁矿,（主要成分,Fe,3,O,4,）,二,.,铁的冶炼,为纪念,1996,年中国钢产产量突破,1,亿吨而发行的邮票,上海宝山钢铁公司炼铁高炉,现象：,红色,粉末变成,黑色,，澄清的石灰水变浑浊。,点燃尾气有,蓝色,火焰,相关的化学方程式：,Fe,2,O,3,+3CO 2Fe +3CO,2,CO,2,+Ca(OH),2,CaCO,3,+H,2,O,2CO +O,2,2CO,2,点燃,高温,用酒精灯点燃尾气的作用是：,防止一氧化碳污染空气,1.,实验室用一氧化碳还原氧化铁,实验步骤：,1,、检查装置气密性,2,、将适量的氧化铁装入试管并固定装置,3,、,点燃右边,酒精灯,4,、,通入一氧化碳,气体,（将装置内的空气排空，防止气体不纯而爆炸）,5,、点燃酒精喷灯给氧化铁加热,6,、待硬质玻璃管内红色物质完全变为黑色时停止加热,7,、待玻璃管内固体冷却后,停止通入一氧化碳,，然后,熄灭右边酒精灯,（防止高温下的生成物铁与空气接触而被氧化，同时还可防止石灰水倒吸）,8,、检验铁,（试验黑色粉末是否能被磁铁吸引）,1,、原料：,黄铁矿,FeS,2,赤铁矿,Fe,2,O,3,菱铁矿,FeCO,3,磁铁矿,Fe,3,O,4,2,、原理：,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中还原出来,Fe,2,O,3,+3CO 2Fe+3CO,2,高温,石灰石、,铁矿石,焦炭、空气,3,、设备：高炉,化学方程式：,70%,48.27%,46.67%,72.41%,含铁量,高炉是个竖直的,圆筒形,炉子，炉壳用,钢板,制成，内部用,耐火砖,作衬里。炼铁的主要原料是,铁矿石、焦炭、石灰石和空气,。,高温下，用还原剂（主要是一,氧化碳,）从铁矿石里把铁还原出来,工业上,铁矿石,焦炭,热空气,炉渣出口,生铁出口,石灰石,高炉炼铁图：,炼铁时各物质的作用：,石灰石：把杂质转化为炉渣,焦炭：燃烧放热提高炉温，并将生成的,CO,2,还原为具有还原性的,CO,，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，使反应更彻底。,炼钢和炼铁的比较,生铁冶炼,炼钢,原料,铁矿石、焦炭、空气、石灰石,生铁、废钢,原理,在高温下，用一氧化碳从铁的氧化物中将铁还原出来。,Fe,2,O,3,+3CO 2Fe+3CO,2,用氧气或铁的氧化物除去生铁中多余的碳元素,主要,设备,高炉,转炉、平炉、电炉,产品,生铁,钢,高温,在,实际生产时,所用的原料或产物一般都含有杂质,在计算用料时和产量时,应考虑到杂质问题。,不纯物质、纯物质、纯度之间的关系：,列比例时，一定要用纯量。,3.,含杂质的物质的化学方程式的计算：,m(,纯,)=,m(,不纯,),纯度,m(,不纯,)=,m(,纯,),纯度,有关杂质问题的计算,例,1000t,含氧化铁,80%,的赤铁矿石，理论上可炼出含铁,96%,的生铁的质量是多少？,解：氧化铁的质量：,1000t 80%=800t,设：理论上可炼出铁的质量为,X,Fe,2,O,3,+3CO 2Fe +3CO,2,高温,160 256,800t X,160,X,256,800t,X=560t,折合为含铁,96%,的生铁的质量为,560t96%=583t,答：,1000t,可炼出生铁为,583t,。,请用另一种方法试一试：,练习：要炼出含杂质,3%,的生铁,2000,吨，需要含四氧化三铁,90%,的磁铁矿石的质量是多少？,Fe,3,O,4,+4CO 3Fe+4CO,2,高温,解：需要含,Fe,3,O,4,90%,的磁铁矿石的质量为,X,232 356,X 90,2000t (1-3%),232 356,X 90,2000t (1-3%),X=2977t,答：磁铁矿石的质量为,2977t,。,1,、为避免一氧化碳污染空气，并回收利用一氧化碳，方框中连接的是,C,和,D,，导管接口的连接顺序,a,。,2,、实验开始时，应,(,填“先加热再通,CO”,或“先通,CO,再加热”,),，目的是,。,3,、实验进行一段时间后，玻璃管,A,中出现的现象为,，反应方程式为,。,4,、除,CO,外，还有哪些物质可以还原,Fe,2,O,3,(,请写一物质的化学式,),。,某化学兴趣小组用一氧化碳与氧化铁的反应来探究炼铁的原理，装置如下图所示。请回答有关问题：,d b e,先通一氧化碳再加热,赶尽玻璃管内的空气，防止加热爆炸,Fe,2,O,3,+3CO 2Fe +3CO,2,高温,C,或,H,2,固体由红棕色变成黑色,练习,三、金属资源保护,资料一：,据有关资料报道，现在世界上每年因腐蚀而报废的金属设备和材料相当于年产量的,20%,40%,。,资料二：,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，并目前这些金属的消耗速度，有人估 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，一些国家的金属储备和金属的回收利用等）。,铁轨的锈蚀,铁钉的生锈,各种铁制品的锈蚀,为了减少损失，需要探究,金属锈蚀的原因,、,防护的方法,和,废金属的回收利用,金属锈蚀给人类带来了巨大的损失。,1,、金属的腐蚀和防护,活动与探究,（铁生锈条件的探究）,条 件,现象,分 析,水、氧气,水,氧气,生锈,不生锈,不生锈,可得铁生锈与氧气有关,可得铁生锈与水有关,结论：在,水、氧气,同时存在的环境中铁能生锈,。（缓慢氧化，放热）,问题：,铝的化学性质比铁活泼为什么不生锈呢？,铁,在空气中锈蚀，实际上是,铁,跟,氧气,、,水,等物质相互作用，发生一系列复杂的,化学变化,，使铁转化为,铁的化合物,的过程。,因此，铁与空气接触，又有水分时，最易生锈！,铁锈成分复杂，主要是,Fe,2,O,3,XH,2,O,它是一种疏松多孔的物质,铁锈,铁锈,这种多孔性的物质，能让水分和空气穿过它的空隙，不断向里层渗透，继续跟铁反应，直至铁被完全锈蚀。,氧化铁与铝壶表面的氧化铝膜性质比较,铁锈,(,e,2,3,),氧化铝,(Al,2,O,3,),结构特点,若不除去结果,疏松多孔,完全锈蚀,致密结实,使铝,“,自我保护,”,铁,铁锈,与空气（氧气）,接触,与水,接触,怎么防止钢铁生锈呢？,在车船的表面喷油漆,在机械表面涂防锈油,在面盆、杯子、等表面烧涂搪瓷,此外，还可以在钢铁表面镀上一层能起保护作用的其他金属。,如：在钢铁表面镀锡、镀锌、和镀铬,镀铜,金属防腐蚀的方法：,改变金属的内部结构,制成合金，如不锈钢,形成保护层,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）、通过化学反应使表面形成致密的氧化物薄膜等,改善腐蚀环境等等,保持铁制品表面干燥和洁净,（,1),隔绝空气或氧气,(2),隔绝水,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？,刷油漆,涂油,镀铬,思考：,根据铜绿的化学式,Cu,2,(OH),2,CO,3,分析铜生锈的条件又是什么？,在潮湿的空气中铜与氧气、水、二氧化碳等作用生成了铜绿。推理依据是按铜绿的化学式可知：铜绿含,C,、,H,、,O,、,Cu,四种元素，若无空气中的,O,2,、,H,2,O,、,CO,2,等对铜发生作用则铜绿中不可能含,O,、,C,、,H,等元素。用白醋浸泡可除去铜锈,.,对比铜和铁生锈的条件可得到什么启示？,2.,怎样保护金属资源呢,?,一,.,防止金属腐蚀,二,.,回收利用废旧金属,三,.,合理有效地开采矿物,四,.,寻找金属的代用品,练习反馈,1,、人类每年从自然界中提取大量的金属铁，下列关于铁的说法正确的是（）,A,、炼铁的过程是把单质铁变成氧化铁。,B,、钢是很纯的铁。,C,、生铁是含少量碳的铁合金。,D,、被腐蚀的铁制品属于不可回收的垃圾。,2,、铁是人类生活中重要的一种材料，工业上可用如下化学反应制得铁，,Fe,2,O,3,+3CO,2Fe+3CO,2,，,该,反应中，发生还原反应的物质是（）,A,、,Fe,2,O,3,B,、,CO C,、,Fe D,、,CO,2,3,、做一氧化碳还原氧化铁的实验后，清洗试管壁上留下的黑色物质时可选用的方法是（）,A,、用大量水边冲边洗。,B,、用试管刷左右、上下猛烈刷。,C,、用盐酸或稀硫酸清洗后再用水冲。,D,、用肥皂粉清洗后再用水冲洗。,高温,C,A,C,4,、在下列情况下，埋在地下的铸铁管道腐蚀最快的是（）,A,、在潮湿、致密的土壤中。,B,、在干燥、致密的土壤中。,C,、在潮湿、疏松的土壤中。,D,、在干燥、疏松的土壤中。,5,、下列物品需采用防锈措施的是（）,A,、铁制防盗网。,B,、不锈钢菜刀。,C,、铝合金窗。,D,、金戒指。,6,、日常生活中的一些铁制品经常会被锈蚀。下列做法不能起防锈作用的是（）,1,、在铁制品表面镀锌。,2,、在铁制品表面涂油脂。,3,、保留铁件表面的铁锈作保护层。,4,、在铁制品表面刷油漆。,5,、自行车脏了用清水洗。,6,、用废酸液冲洗铁制污水管道。,7,、切完咸菜后，尽快将菜刀洗净擦干。,A,、,2 5 B,、,3 5 6 C,、,1 3 7 D,、,2 6 7,C,A,B,7,、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,C,、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,D,、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,B,8,、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，放电时的工作原理是锂（,Li,）跟二氧化锰作用生成,LiMnO,2,。,1,）在,LiMnO2,里，锂元素显,1,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,；（,3,）锂电池充电时，是将电能转化为,能。,3,Li+MnO,2,=LiMnO,2,化学,