第三节经书的冶炼与防护.pptx

,2016/12/21,#,第八单元 金属和金属材料,课题,3,金属,资源的利用和保护,1.,知道一些常见的金属（铁）等,矿物,；,2.,了解,从铁矿石中将铁还原出来的方法,；,3.,了解,防止金属生锈的简单方法，知道废弃金属对环境的污染，认识回收金属的重要性。,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,K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb(H)Cu Hg Ag Pt Au,（,1,）判断金属的活动性；（,2,）判断金属与酸的反应；（,3,）判断金属与盐的反应。,（,1,）金属与氧气反应，生成金属氧化物；（,2,）金属与酸反应，生成盐和氢气；（,3,）金属与某些盐溶液反应,生成新金属和新盐,。,Fe+CuSO,4,=FeSO,4,+Cu,Cu+2AgNO,3,=Cu(NO,3,),2,+2Ag,（,2,）铁钉与硫酸铜溶液、铜丝与硝酸银溶液的反应,Mg+2HCl=MgCl,2,+H,2,Zn+2HCl=ZnCl,2,+H,2,Fe,+2HCl=FeCl,2,+H,2,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）有,单质形式,存在；,自然界中以单质形式存在的金,自然界中以单质形式存在的银,其余大多数以,化合物,的形式存在。,图,52,地壳中金属的百分含量,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,图52 地壳中金属的百分含量,铝,7.73%,铁,4.75,%,钙,3.45,%,钠,2.74%,钾,2.47%,镁,2.00%,能提炼金属的矿物称为,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,。,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,磁铁矿,Fe,3,O,4,1,、分别计算出,Fe,2,O,3,、,FeS,2,、,FeCO,3,、,Fe,3,O,4,2,、用黄铁矿炼铁好吗？为什么？,3,、用什么矿石炼铁比较好？为什么？,70%,72.41%,46.67%,48.27%,含铁量比较大的是,四氧化三铁,和,三氧化二铁,用黄铁矿炼铁不好,。,因,为会产生二氧化硫的污染气体,用,磁铁矿和赤铁矿炼铁比较好。因为它们的含铁量比较高，且不会生成二氧化硫的污染气体。,孔雀石,Cu,2,(OH),2,CO,3,赤铜矿,Cu,2,O,铝士矿,黄铜矿,辉铜矿,Al,2,O,3,CuFeS,2,我国是世界上已知矿物种类比较齐全的少数国家这一，矿物储量也很丰富，其中,钨、钼、钛、锡、锑,等储量居世界前列，,铜、铝、锰,等储量在世界观上也占有重要志地位。,大自然向人类提供了丰富的,金属矿物资源,，人类每年要提炼数以,亿吨计的金属,用于工农业生产和其它领域。其中，提取量最大的是,铁,。,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,二,.,铁的冶炼,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,一氧化碳还原氧化铁,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,实验探究,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,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,实验前要先通,CO,将玻璃管中的空气排尽再加热，防止加热时,CO,与空气混合发生爆炸；实验完毕后，停止加热时要继续通,CO,至玻璃管内固体冷却，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。,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：,1,、燃烧放热提高炉温；,2,、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。,有关杂质问题的计算,例,1,、,1000t,含杂质,20%,的赤铁矿石中,含氧,化铁的质量是多少？,氧化铁的质量,：,1000,t,（,1-20%,）,=,800,t,纯物质的质量,=,不纯物质的质量,纯物质的质量分数（纯度）,例,2,、,计算多少吨,含铁的质量分数为,96%,生铁中，含铁,560t,？,生铁的质量：,560,t,96%,=,583.3,t,不纯物质的质量,=,纯物质的质量,纯物质的质量分数（纯度）,例,3,：用,1000t,含氧化铁,80%,的赤铁矿石，理论上可以炼出含铁,96%,的生铁多少吨？,注意：,带入化学方程式计算的数据应是,纯净物的质量,赤铁矿石,氧化铁,铁,生铁,1000t80%70%96,%,=,583.3,t,生铁的质量：,练习：要炼出含杂质,2%,的生铁,3200,吨，需要含氧化铁质量分数为,80%,的赤铁矿石多少吨？,生铁,铁,氧化铁,赤铁矿石,3200,t,（,1-20%,）,70%80,%,=,4571.5,t,赤铁矿石,:,随堂练习,例题,用,1000t,含氧化铁,80,的赤铁矿石，理论上可以炼出含铁,96,的生铁多少吨？,解：,1000t,赤铁矿石中含氧化铁的质量为,：,1000t,80,=800t,设,：,800t,氧化铁理论上可以炼出铁的质量为,x,Fe,2,O,3,+3CO,2,Fe +3CO,2,高温,160,112,800t,x,x=560t,折合为含铁,96,的生铁的质量为,560t 96,=,583t,答：用,1000t,含氧化铁,80,的赤铁矿石，理论上可以炼出含铁,96,的生铁,583t,第,2,课 时,金属资源保护,据有关资料报导，现在全世界每年被腐蚀而报废的金属设备和材料相当于年产量的,20%40%,钢铁的最大的弱点就是容易生绣,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。,据,有关资料报导，现在全世界每年被腐蚀而报废的金属设备和材料相当于年产量的,20%40%,钢铁的最大的弱点就是容易生绣,三.金属资源保护,1.金属的腐蚀和防护,三,.,金属资源保护,1.,金属的腐蚀和防护,实验,1,、铁钉一半在空气中，一半在水,中,实验2、铁钉完全浸没在蒸馏水中，上面盖一层植物油,实验3、铁钉放在干燥的空气中,实验,1,、铁钉一半在空气中，一半在水中,现象：铁钉生锈，且水与空气的界面处生锈最严重,实验,2,、铁钉完全浸没在蒸馏水中，上面盖一层植物油,现象：铁钉没有生锈,结论：铁钉生锈需要氧气,实验,3,、铁钉放在干燥的空气中,现象：铁钉没有生锈,结论：铁钉生锈需要水,铁生锈的条件：,与氧气（或空气）接触,与水（或水蒸气）接触,（二者同时具备）,其它影响因素：与酸溶液、盐溶液接触等,实验：探究铁生锈的条件,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,铁制品防锈蚀的方法：,具体方法：,1,、改变金属的内部结构（打强心针）,制成合金，如不锈钢,2,、形成保护层（穿外衣）,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,3,、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,2.,怎样保护金属资源呢,?,一,.,防止金属腐蚀,二,.,金属的回收利用,三,.,有计划、合理地开采矿物，严禁乱采矿,四,.,寻找金属的代用品,金属回收利用的益处：,1,、节约资源；,2,、减少对环境的污染,1.,矿石有哪些,?,写出其主要成分的化学式,。,2.,炼铁的主要反应原理是什么,?,写出用赤铁矿,磁铁矿炼铁的化学反应方程式,。,赤铁,矿,Fe,2,O,3,磁铁矿,Fe,3,O,4,黄,铁矿,FeS,2,赤,铜矿,Cu,2,O,菱铁矿,FeCO,3,铝,士矿,Al,2,O,3,孔雀石,Cu,2,(OH),2,CO,3,辉铜矿,Cu,2,S,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,Fe,2,O,3,+3CO,2Fe+3CO,2,高温,学,完本课题你应该知道,一、选择题：请将唯一正确答案代量填入下列空格内,1,（,2006,广州）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,（,2006,益阳）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,随堂练习,随堂练习,4,（,2006,益阳）,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,