1、第八单元 金属和金属材料课题3 金属资源的利用和保护人类生活离不开金属人类生活离不开金属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金属的存在形式金属的存在形式 单质单质：少数化学性质较不活泼的金属，如金少数化学性质较不活泼的金属，如金、银、铜等、银、铜等 化合物化合物：化学性质较活泼的金属，如铁、铝化学性质较活泼的金属，如铁、铝、锌、钠和钙等、锌、
2、钠和钙等孔雀石孔雀石(Cu2(OH)2CO3)闪锌矿闪锌矿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，金属元素在自然界中分布很广，极少数不活泼极少数不活泼的的金属（如金、银等）有金属（如金、银等）有单质形式单质形式存在；存在；赤铁矿赤铁矿Fe2O3黄铁矿黄铁矿菱铁矿菱铁矿铝土矿铝土矿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。孔雀石孔雀石 Cu2(OH)2CO3赤铜矿赤铜矿 Cu2O 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
3、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志地位。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。一、铁的冶炼一、铁的冶炼现象：现象：红色红色粉末变粉末变成成黑色黑色，澄清的石，澄清的石灰水变浑浊。灰水变浑浊。点燃尾气有点燃尾气有蓝色蓝色火火焰焰一氧化碳
4、还原氧化铁一氧化碳还原氧化铁Fe2O3 +3CO 2Fe +3CO2CO2 +Ca(OH)2 CaCO3 +H2O2CO +O2 2CO2用酒精灯点燃尾气的用酒精灯点燃尾气的作用是作用是防止防止一氧化碳污染空气一氧化碳污染空气一一.铁的冶炼铁的冶炼 先通后点的原因是为了防止加热一氧化碳和空气的混合气而发生爆炸。实验结束后，先熄灯后停气的原因是为了防止温度降低后外面的空气进入玻璃管使铁重新被氧化；还防止试管中的石灰水倒吸入热的玻璃管，使之炸裂。先通先通CO后点酒精喷灯后点酒精喷灯先熄灭酒精喷灯后停止通先熄灭酒精喷灯后停止通CO黄铁矿黄铁矿 FeS2赤铁矿赤铁矿 Fe2O3菱铁矿菱铁矿 FeCO3
5、磁铁矿磁铁矿 Fe3O4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、空气化学方程式：化学方程式：一一.铁的冶炼铁的冶炼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：高炉是个竖直的高炉是个竖直的圆筒形圆筒形炉炉子，炉壳用子，炉壳用钢板钢板制成，内制成，内部用部用耐火砖耐火砖作衬里。炼铁作衬里。炼铁的主要原料是的主要原料是铁矿石、焦铁矿石、焦炭、石灰石和空气炭、石灰石和空气。高温下，用还原剂（主要是高温下，用还原
6、剂（主要是一氧化碳一氧化碳）从铁矿石里把铁）从铁矿石里把铁还原出来还原出来 实验室炼铁和工业上炼铁的区别?课 题 3 金属资源的利用和保护1、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和和D，导管接口的连接顺序，导管接口的连接顺序a 。C装置中装置中NaOH的作用是的作用是 。2、实验开始时，应、实验开始时，应 (填填“先加热再通先加热再通CO”或或“先通先通CO再加热再加热”)，目的是，目的是 _ 。3、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中出现的现象为中出现的现象为 _，反应方程式反应方程式为
7、为 。某化学兴趣小组用一氧化某化学兴趣小组用一氧化碳与氧化铁的反应来探究碳与氧化铁的反应来探究炼铁的原理，装置如下图炼铁的原理，装置如下图所示。请回答有关问题：所示。请回答有关问题：课堂练习课堂练习d b除去残余的二氧化碳除去残余的二氧化碳 先通一氧化碳再加热先通一氧化碳再加热 赶尽玻璃管内的空气，防止加热爆炸赶尽玻璃管内的空气，防止加热爆炸 Fe2O3 +3CO 2Fe +3CO2高温高温固体由红棕色变成黑固体由红棕色变成黑色色e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，理的赤铁矿石，理论上可炼出含铁论上可炼出含铁96%的生铁的质量是多的生铁的质量是
8、多少少？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 160 2X56800 t X160 800t x=560t256 x高温高温=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。二二.金属的腐蚀和防护金属的腐蚀和防护 人们采取了许多措施，人们采取了许多措施，但每年全世界因生锈而但每年全世界因生锈而损失的铁约损失的铁约 占世界年占世界年产量的产量的四分之一！四分之一！如何防锈？如何防锈？现有洁净无锈的铁
9、钉、试管、经煮沸现有洁净无锈的铁钉、试管、经煮沸迅速冷却的蒸馏水、植物油、棉花和干迅速冷却的蒸馏水、植物油、棉花和干燥剂氯化钙。试设计实验以证明铁制品燥剂氯化钙。试设计实验以证明铁制品锈蚀的条件。锈蚀的条件。一、在试管一、在试管1中加入中加入少量的蒸馏水少量的蒸馏水，使铁钉的一半浸没，使铁钉的一半浸没在水中在水中二二、在试管、在试管2中注入中注入冷却的沸水，使其侵没铁钉，上面冷却的沸水，使其侵没铁钉，上面加上植物油并加上植物油并塞紧橡皮塞塞紧橡皮塞三三、在试管、在试管3中加入少量中加入少量干燥剂干燥剂（生石灰或无水氯化钙）（生石灰或无水氯化钙）再放一团干棉球，把铁钉放在干棉球上，塞紧橡皮塞再放
10、一团干棉球，把铁钉放在干棉球上，塞紧橡皮塞 一周后一周后铁钉浸没一半在水中：铁钉浸没一半在水中：铁在空气、水的界铁在空气、水的界面处生锈面处生锈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）：铁未生锈铁未生锈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）：铁未生锈铁未生锈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。（缓慢氧（缓慢氧化，放热）化，放热）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
11、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 3XHXH2 2O O它它是一种疏松多孔的物质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，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。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
12、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想一想想一想金属防腐蚀的方法：（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、和镀铬镀铜镀铜讨论讨论讨论讨论讨论讨论阅读教材
13、P18-19讨论讨论我会做我会做1、通过实验回答，铁钉在下列哪些情况下容易生锈？、通过实验回答，铁钉在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2、下列做法能防止铁制品生锈的是（）、下列做法能防止铁制品生锈的是（）A、自行车脏了用清水冲洗、自行车脏了用清水冲洗B、用废酸液冲洗铁制污水管道、用废酸液冲洗铁制污水管道C、在铁制篮球架上刷一层油漆、在铁制篮球架上刷一层油漆D、切完咸菜后，尽快将菜刀洗净擦干、切完咸菜后，尽快将菜刀洗净擦干(2)、(3)C、D我会做我会做3、
14、随着人们生活质量的提高，各种电池使用量大、随着人们生活质量的提高，各种电池使用量大幅度增加，废电池进行集中处理的问题被提到议幅度增加，废电池进行集中处理的问题被提到议事日程上来。其首要原因是事日程上来。其首要原因是 ()A 回收利用电池外壳的金属材料回收利用电池外壳的金属材料B 防止电池中汞、镉、铅等重金属对土壤和水源防止电池中汞、镉、铅等重金属对土壤和水源的污染的污染C减轻电池中渗漏的液体对其他物品的腐蚀减轻电池中渗漏的液体对其他物品的腐蚀D回收利用电池中的石墨电极回收利用电池中的石墨电极 C 我会做我会做 4、（、（1）下列家庭生活垃圾：废旧书刊报纸）下列家庭生活垃圾：废旧书刊报纸 废电池
15、废电池 废弃橡胶、塑料制品废弃橡胶、塑料制品 易拉罐饮料瓶易拉罐饮料瓶 废弃电线废弃电线 破旧铁锅、铝壶破旧铁锅、铝壶 变质剩饭菜变质剩饭菜 瓜瓜皮果壳皮果壳 废弃玻璃物品等，其中可回收利废弃玻璃物品等，其中可回收利用的有。回收利用与保护金用的有。回收利用与保护金属资源的相关联的是。属资源的相关联的是。（2）请你联系实际再提出两条节约金属资源的建）请你联系实际再提出两条节约金属资源的建议议:；人有了知识，就会具备各种分析能力，明辨是非的能力。所以我们要勤恳读书，广泛阅读，古人说“书中自有黄金屋。”通过阅读科技书籍，我们能丰富知识，培养逻辑思维能力；通过阅读文学作品，我们能提高文学鉴赏水平，培养文学情趣；通过阅读报刊，我们能增长见识，扩大自己的知识面。有许多书籍还能培养我们的道德情操，给我们巨大的精神力量，鼓舞我们前进。
