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.人类生活离不开金属人类生活离不开金属.金属元素在自然界中的存在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）有金属（如金、银等）有单质形式单质形式存在；存在；收获：收获：自然界以自然界以单质形式单质形式存在的金属化学性质存在的金属化学性质最稳定，活动性最差！最稳定，活动性最差！.金属元素在地壳中的含量元素名称元素名称质量分数质量分数/%元素名称元素名称质量分数质量分数/%铝（Al）7.73镁（Mg）2.00铁（Fe）4.75锌（Zn）0.008钙（Ca）3.45铜（Cu）0.007钠（Na）2.74银（Ag）0.00001钾（K）2.47金（Au）0.0000005.赤铁矿赤铁矿黄铁矿黄铁矿FeSFeS2菱铁矿菱铁矿FeCOFeCO3 3铝士矿铝士矿（Al2O3）黄铜矿黄铜矿(CuFeS2)辉铜矿辉铜矿(Cu2S)Fe2O3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。.孔雀石孔雀石Cu2(OH)2CO3赤铜矿赤铜矿 Cu2O磁铁矿（Fe3O4）.我国是世界上已知矿物种类比较齐全的少数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，其中国家这一，矿物储量也很丰富，其中钨、钼、钨、钼、钛、锡、锑钛、锡、锑等储量居世界前列，等储量居世界前列，铜、铝、锰铜、铝、锰等等储量在世界观上也占有重要地位。储量在世界观上也占有重要地位。大自然向人类提供了丰富的大自然向人类提供了丰富的金属矿物资源金属矿物资源，人类每年要提炼数以人类每年要提炼数以亿吨计的金属亿吨计的金属用于工农业用于工农业生产和其它领域。其中，提取量最大的是生产和其它领域。其中，提取量最大的是铁铁。.操作步骤：操作步骤：检查装置气密性检查装置气密性装入药品并固定装置装入药品并固定装置向玻璃管内通入向玻璃管内通入CO给氧化铁加热给氧化铁加热停止加热停止加热继续通继续通CO至冷却后停止通至冷却后停止通CO实验室：一氧化碳还原氧化铁实验室：一氧化碳还原氧化铁排净空气，以防气体不纯，排净空气，以防气体不纯，发生爆炸！发生爆炸！以防铁重新被氧化！以防铁重新被氧化！防止石灰水倒流防止石灰水倒流.现象：现象：红色红色粉粉末变成末变成黑色黑色，澄清的石灰水澄清的石灰水变浑浊。变浑浊。一氧化碳还原氧化铁一氧化碳还原氧化铁相关的化学方程式：相关的化学方程式：相关的化学方程式：相关的化学方程式：Fe2O3 +3CO 2Fe +3CO2CO2 +Ca(OH)2 CaCO3 +H2O2CO +O2 2CO2点燃点燃点燃点燃高温高温高温高温用酒精灯点燃尾气用酒精灯点燃尾气,防止一氧化碳污染防止一氧化碳污染空气空气C2H5OH+3 O2 2CO2+3H2O点燃点燃点燃点燃.CO还原氧化铁的可能的装置还原氧化铁的可能的装置1图图C的优点：的优点：节约能源，最大化利用节约能源，最大化利用CO!.1、原料：、原料：黄铁矿黄铁矿 FeS2赤铁矿赤铁矿 Fe2O3菱铁矿菱铁矿 FeCO3磁铁矿磁铁矿 Fe3O42、原理：、原理：在高温下，利用焦炭与氧气反应生成的一氧化碳把铁在高温下，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从铁矿石中还原出来Fe2O3+3CO 2Fe+3CO2高温高温石灰石、石灰石、铁矿石铁矿石焦炭、空气焦炭、空气3 3 3 3、设备：高炉、设备：高炉、设备：高炉、设备：高炉化学方程式：化学方程式：70%70%48.27%48.27%46.67%46.67%72.41%72.41%含铁量含铁量含铁量含铁量一一.铁的冶炼铁的冶炼工业上工业上工业上工业上据此，你认为最适宜炼铁的两种矿石是据此，你认为最适宜炼铁的两种矿石是_，原因是原因是_磁铁矿、磁铁矿、赤铁矿赤铁矿这两种铁矿含铁量高且炼制过程中不会产生有害物质！这两种铁矿含铁量高且炼制过程中不会产生有害物质！.铁矿石焦炭热空气炉渣出口生铁出口石灰石高炉炼铁图：高炉炼铁图：.工业上工业上炼铁时各物质的作用炼铁时各物质的作用：(考点考点)焦炭焦炭：燃烧放热以燃烧放热以提高炉温，提高炉温，产生还原剂产生还原剂CO。(了解了解)石灰石石灰石：在高温分：在高温分解，解，将矿石中的二氧化硅将矿石中的二氧化硅转化为炉渣而除去。转化为炉渣而除去。(考点考点)高炉炼出的铁是混高炉炼出的铁是混合物：生铁合物：生铁!.高炉内发生的化学反应：高炉内发生的化学反应：l主要反应主要反应1、产生还原剂：、产生还原剂：C+O2=CO2CO2+C=2CO2、形成生铁：、形成生铁：Fe2O3+3CO=2Fe+3CO2点燃点燃高温高温高温高温.有关杂质问题的计算有关杂质问题的计算例 1000t含氧化铁含氧化铁80%的赤铁矿石，理论上可炼出含铁的赤铁矿石，理论上可炼出含铁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+3CO21602X56800X160800tx=560t161256x高温=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。.1、现有铁矿：、现有铁矿：磁铁矿（主要成分是磁铁矿（主要成分是Fe3O4）赤铁矿（主要成分是赤铁矿（主要成分是Fe2O3），），褐铁矿褐铁矿（主要成分：（主要成分：2Fe2O33H2O），），黄铁矿黄铁矿（主要成分（主要成分FeS2）你认为最适宜炼铁的两种）你认为最适宜炼铁的两种矿石是（填序号）矿石是（填序号）_，原因是原因是_磁铁矿和赤铁矿中铁元素含量高，磁铁矿和赤铁矿中铁元素含量高，且含有害元素少，冶炼时对环境污染小且含有害元素少，冶炼时对环境污染小思考思考人类利用金属的先后顺序为：铜铁铝，这跟金属人类利用金属的先后顺序为：铜铁铝，这跟金属的什么有关？的什么有关？金属的活动性强弱；金属的活动性强弱；金属冶炼的难易程度金属冶炼的难易程度.3 3、某化学兴趣小组用一氧化碳与氧化铁的反应来、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：探究炼铁的原理，装置如下图所示。请回答有关问题：为避免一氧化碳污染空气，并回收利用一氧化碳，方为避免一氧化碳污染空气，并回收利用一氧化碳，方框中连接的是框中连接的是C C和和D D，导管接口的连接顺序为，导管接口的连接顺序为a(a()()()()()。C C装置中装置中NaOHNaOH的作用是的作用是。实验开始时，应实验开始时，应(填填“先加热再先加热再通通CO”CO”或或“先通先通COCO再加热再加热”)”)，目的是，目的是 。实验进行一段时间后，玻璃管实验进行一段时间后，玻璃管A A中出现的现象为中出现的现象为 ，反应方程式为，反应方程式为 。除除COCO外，还有哪些物质可以还原外，还有哪些物质可以还原FeFe2 2O O3 3 (请写化学式请写化学式)。bde除去残余的除去残余的COCO2 2先通先通COCO再加热再加热除尽试管内的空气，除尽试管内的空气，防止发生爆炸防止发生爆炸红色粉末变黑红色粉末变黑C或或H2.2、利用如图所示的装置可进行一氧化碳还原氧化铁的实验，、利用如图所示的装置可进行一氧化碳还原氧化铁的实验，其中，氮气可用作本实验的保护气；盛放氧化铁的是一支其中，氮气可用作本实验的保护气；盛放氧化铁的是一支带有支管的试管，其支管可用于导出试管内的气体；酒精带有支管的试管，其支管可用于导出试管内的气体；酒精灯带网罩；整套装置的灯带网罩；整套装置的气密性良好。气密性良好。实验前，弹簧夹实验前，弹簧夹a a、b b均均处于关闭状态，开始实验处于关闭状态，开始实验时，打开时，打开a a，通入氮气一，通入氮气一段时间后点燃酒精灯，段时间后点燃酒精灯，再关闭再关闭a a，打开，打开b b。请联系所学知识回答下列问题请联系所学知识回答下列问题（1 1）试管内一氧化碳与氧化铁反应的方程式）试管内一氧化碳与氧化铁反应的方程式 （2 2）结束实验时，应先打开）结束实验时，应先打开a a，再，再 ，然后然后 ，继续通入氮气直到试管冷却，继续通入氮气直到试管冷却（3 3）请从两个不同角度评价该实验的优点：）请从两个不同角度评价该实验的优点：_关闭关闭b熄灭酒精灯熄灭酒精灯节能、环保、安全节能、环保、安全.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，需要含吨，需要含四氧化三铁质量分数为四氧化三铁质量分数为90%的磁铁矿石多少？的磁铁矿石多少？解：铁的质量解：铁的质量：2000t(1-3%)=1940t设：可炼出四氧化三铁的质量为XFe3O4+4CO =3Fe+4CO2 232 168 X 1940t高温232 x x=2679t168 1940t=折合为磁铁矿石的质量为2679t90%=2977t答：磁铁矿石的质量为2977t。.资料一：据有关资料报道，现在世界上每年因腐蚀资料一：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与年产量的而报废的金属设备和材料相当与年产量的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，有人估速度，有人估计一些矿物、可供开采的年限如课计一些矿物、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）。家的金属储备和金属的回收利用等）。二二.金属资源保护金属资源保护1.金属的腐蚀和防护金属的腐蚀和防护.铁轨的锈蚀铁轨的锈蚀铁钉的生锈铁钉的生锈各种铁制品的锈蚀各种铁制品的锈蚀 为了减少损失，为了减少损失，需要探究需要探究金属锈金属锈蚀的原因蚀的原因、防护防护的方法的方法和和废金属废金属的回收利用的回收利用金属锈蚀给人类金属锈蚀给人类带来了巨大的损带来了巨大的损失。失。.取取3枚洁净无锈的铁钉，分别放入枚洁净无锈的铁钉，分别放入3支支试管中进行下面的实验试管中进行下面的实验步骤一、在试管步骤一、在试管1中加入中加入少量的蒸馏水少量的蒸馏水，使铁钉的一半浸，使铁钉的一半浸没在水中没在水中步骤二步骤二、在试管、在试管2中注满迅速中注满迅速冷却的沸水冷却的沸水塞紧橡皮塞塞紧橡皮塞步骤三步骤三、在试管、在试管3中加入少量中加入少量干燥剂干燥剂（生石灰或无水氯化（生石灰或无水氯化钙）钙）再放一团干棉球，把铁钉放在干棉球上，塞紧橡皮塞再放一团干棉球，把铁钉放在干棉球上，塞紧橡皮塞除去水中的氧气除去水中的氧气防止试管内有水防止试管内有水.一周后一周后铁钉浸没一半在水中：铁钉浸没一半在水中：铁钉完全浸没在水中（上面还加植物油）：铁钉完全浸没在水中（上面还加植物油）：铁钉放在干燥的空气中（加干燥剂等）：铁钉放在干燥的空气中（加干燥剂等）：全浸在水中全浸在水中一半在水中一半在水中干燥空气中干燥空气中铁在空气、水的界面处生锈铁在空气、水的界面处生锈铁未生锈铁未生锈铁未生锈铁未生锈.在空气中锈蚀，实际上是在空气中锈蚀，实际上是铁铁跟跟氧气氧气、水水等等物质相互作用，发生一系列复杂的物质相互作用，发生一系列复杂的化学变化学变化化，使铁转化为，使铁转化为铁的化合物铁的化合物的过程。的过程。因此，铁与空气接触，又有水分时，最易因此，铁与空气接触，又有水分时，最易生锈！生锈！铁锈成分复杂，主要是铁锈成分复杂，主要是FeFe2 2O O3 3或或FeFe2 2O O3 3XHXH2 2O O，暗红色、，暗红色、疏松多孔的物质疏松多孔的物质 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，直至铁被的空隙，不断向里层渗透，继续跟铁反应，直至铁被完全锈蚀。完全锈蚀。易吸水易吸水.氧化铁与铝壶表面的氧化铝膜性质比较氧化铁与铝壶表面的氧化铝膜性质比较铁锈铁锈(e23)氧化铝氧化铝(Al2O3)结构特点结构特点若不除去结果若不除去结果疏松多孔疏松多孔完全锈蚀完全锈蚀致密结实致密结实使铝使铝“自我保自我保护护”拓展：拓展：铜在潮湿的空气中也能生锈，铜锈铜在潮湿的空气中也能生锈，铜锈(绿色绿色)即铜绿，即铜绿，主要成分是碱式碳酸铜，化学式为主要成分是碱式碳酸铜，化学式为Cu(OH)2CO3，是铜与是铜与H2、O2、CO2共同作用的结果。共同作用的结果。.怎么防止钢铁生锈呢？怎么防止钢铁生锈呢？在在车车船船的的表表面面喷喷油油漆漆在机械表面涂防锈油在机械表面涂防锈油在面盆、杯子、在面盆、杯子、等表面烧涂搪瓷等表面烧涂搪瓷此外，还可以在钢此外，还可以在钢铁表面镀上一层能铁表面镀上一层能起保护作用的其他起保护作用的其他金属。金属。如：在钢铁表面镀如：在钢铁表面镀锡、镀锌、和镀铬锡、镀锌、和镀铬镀铜镀铜.金属防腐蚀的方法：（3）改变铁的内部结构，制成不锈钢合金）改变铁的内部结构，制成不锈钢合金（1）干燥法）干燥法:保持铁制品表面干燥和洁净保持铁制品表面干燥和洁净（2）保护层法）保护层法在钢铁表面涂上一层或镀一层保在钢铁表面涂上一层或镀一层保护膜，将铁和氧气、水隔绝。护膜，将铁和氧气、水隔绝。刷油漆、涂机油、烧制搪瓷（物理方法）刷油漆、涂机油、烧制搪瓷（物理方法）电镀上一层耐腐蚀的金属（镀铬、锌、锡）电镀上一层耐腐蚀的金属（镀铬、锌、锡）.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？刷油漆刷油漆涂油涂油镀铬镀铬.1.1.防止金属的腐蚀防止金属的腐蚀3.有计划、合理有效开采矿物有计划、合理有效开采矿物4.寻找金属的代用品寻找金属的代用品2.回收利用废旧金属回收利用废旧金属.1、下列厨房用具，在空气中最易锈蚀的是（、下列厨房用具，在空气中最易锈蚀的是（）A铁锅铁锅B纯铜把手纯铜把手C铝壶铝壶D不锈钢汤勺不锈钢汤勺2、(1)高速铁路的钢轨是超长轨节无缝线路，钢铁高速铁路的钢轨是超长轨节无缝线路，钢铁属于属于_（填单质、化合物、合金、有机物）（填单质、化合物、合金、有机物）(2)焊接铁轨时常采用的技术是利用铝粉和三氧化焊接铁轨时常采用的技术是利用铝粉和三氧化二铁混合点燃生成单质铁和三氧化二铝，请写出化二铁混合点燃生成单质铁和三氧化二铝，请写出化学方程式学方程式_，属于，属于_基本基本反应类型。反应类型。(3)钢铁长时间使用后容易锈蚀，下列方法中最适钢铁长时间使用后容易锈蚀，下列方法中最适合防止高速铁路的钢轨生锈的是合防止高速铁路的钢轨生锈的是_（填序号）（填序号）给钢轨涂上油给钢轨涂上油给钢轨镀上一层不易氧化的给钢轨镀上一层不易氧化的其他金属其他金属把优质防锈的合金制成钢轨把优质防锈的合金制成钢轨A2Al+Fe2O3=2Fe+Al2O3点燃点燃置换置换合金合金.3、将一定质量的铁片放入下列溶液中，能、将一定质量的铁片放入下列溶液中，能使铁片质量增加的是（使铁片质量增加的是（）A.稀盐酸稀盐酸B.氯化钠溶液氯化钠溶液C.硫酸铜溶液硫酸铜溶液D.硫酸锌溶液硫酸锌溶液4、将一定质量的铁片放入下列溶液中，能、将一定质量的铁片放入下列溶液中，能使溶液质量增加的是（使溶液质量增加的是（）A.稀盐酸稀盐酸B.氯化钠溶液氯化钠溶液C.硫酸铜溶液硫酸铜溶液D.硫酸锌溶液硫酸锌溶液CA.5 5、将等质量的甲、乙两金属分别与足量的稀硫酸、将等质量的甲、乙两金属分别与足量的稀硫酸反应，产生氢气的反应，产生氢气的质量与反应时间的关系如右图。质量与反应时间的关系如右图。关于甲、乙两金属判断合理的是（关于甲、乙两金属判断合理的是（）A A铁、镁铁、镁BB铁、锌铁、锌 C C锌、铁锌、铁DD锌、镁锌、镁 B6、相同质量的、相同质量的M、N两种两种活泼金属，分别与足量活泼金属，分别与足量质量分数为质量分数为8%的盐酸反应（的盐酸反应（M、N在生成物中均在生成物中均为为+2价），生成价），生成H2质量和反应时间的关系如右图。质量和反应时间的关系如右图。下列叙述正确的是（下列叙述正确的是（）A金属的活泼性金属的活泼性NMB两个反应生成两个反应生成H2的体积相等的体积相等C相对原子质量相对原子质量NMD两个反应消耗盐酸的质量一定相等两个反应消耗盐酸的质量一定相等C.在切过咸菜的铁质菜刀同一面上选相在切过咸菜的铁质菜刀同一面上选相近的三处进行下列实验近的三处进行下列实验一处：用湿棉球湿润；一处：用湿棉球湿润；一处：用干布檫干一处：用干布檫干一处：用干布檫干后，涂上一层食油；一处：用干布檫干后，涂上一层食油；放置一昼放置一昼夜，观察夜，观察菜刀三处菜刀三处表面发生表面发生的变化的变化与空气（氧气）与空气（氧气）接触接触与水与水接触接触.铁生锈条件的探究铁生锈条件的探究现象现象现象现象分析分析分析分析结论结论结论结论试管试管试管试管试管试管试管试管试管试管试管试管生锈生锈生锈生锈不生锈不生锈不生锈不生锈不生锈不生锈不生锈不生锈铁既与水接触，铁既与水接触，铁既与水接触，铁既与水接触，又与氧气接触又与氧气接触又与氧气接触又与氧气接触铁只与水接触铁只与水接触铁只与水接触铁只与水接触铁只与氧气接触铁只与氧气接触铁只与氧气接触铁只与氧气接触在水、在水、在水、在水、氧气同氧气同氧气同氧气同时存在时存在时存在时存在的环境的环境的环境的环境中铁能中铁能中铁能中铁能生锈生锈生锈生锈。（缓慢氧（缓慢氧化，放热）化，放热）.氧化铁与铝壶表面的氧化铝膜性质比较氧化铁与铝壶表面的氧化铝膜性质比较铁锈铁锈(e23)氧化铝氧化铝(Al2O3)结构特点结构特点若不除去结果若不除去结果疏松多孔疏松多孔完全锈蚀完全锈蚀致密结实致密结实使铝使铝“自我保自我保护护”与空气（氧气）与空气（氧气）接触接触与水与水接触接触.