1、第八單元 金屬和金屬材料課題3 金屬資源的利用和保護世界跨徑最大的斜拉橋世界跨徑最大的斜拉橋蘇通大橋蘇通大橋 蘇通大橋總長蘇通大橋總長8206米米，斜拉橋主孔跨度，斜拉橋主孔跨度1088米米，列世界第一；主塔高度列世界第一；主塔高度306米米,列世界第一；斜拉索的列世界第一；斜拉索的長度長度580米米,列世界第一。列世界第一。 溫故知新溫故知新 1、背誦金屬活動性順序表。 3、金屬有哪些化學性質？ 2、金屬活動性順序有哪些應用？ 4、寫出下列化學反應的化學方程式： （1）鎂、鋅、鐵與鹽酸的反應 （2）鐵釘與硫酸銅溶液、銅絲與硝酸銀溶液的反應。K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb

2、(H) Cu Hg Ag Pt Au判斷金屬的活動性；判判斷金屬的活動性；判斷金屬與酸的反應；判斷斷金屬與酸的反應；判斷金屬與鹽的反應。金屬與鹽的反應。金屬與氧氣反應，生成金屬金屬與氧氣反應，生成金屬氧化物；金屬與酸反應，生氧化物；金屬與酸反應，生成鹽和氫氣；成鹽和氫氣；金屬與某些鹽溶液反應。生金屬與某些鹽溶液反應。生成新金屬和新鹽。成新金屬和新鹽。（1）Mg+2HCl=MgCl2+H2 Zn+2HCl=ZnCl2+H2 Fe+2HCl=FeCl2+H2、（2）Fe+CuSO4=FeSO4+CuCu+2AgNO3=Cu(NO3)2+2Ag學習目標學習目標 知識與技能知識與技能： 1、知道一些常

3、見金屬如鐵、鋁、銅等礦物，了解從鐵礦石中將鐵還原出來的方法； 2、會根據化學方程式對含有某些雜質的反應物或生成物進行有關計算。 過程與方法過程與方法： 了解金屬銹蝕的條件以及防止金屬銹蝕的簡單方法。 情感態度與價值觀情感態度與價值觀： 知道廢舊金屬對環境 的污染，認識回收利用廢舊金屬等金屬資源保護的重要性。人類生活離不開金屬人類生活離不開金屬金屬有廣泛的用途，對于人類社會起著不可替代的作用!軍事與科技也需要大量的金屬軍事與科技也需要大量的金屬一一.金屬元素在自然界中的存在金屬元素在自然界中的存在 金屬元素在自然界中分布很廣，極少數不活潑的金屬元素在自然界中分布很廣，極少數不活潑的金屬（如金、銀

4、等）有金屬（如金、銀等）有單質形式單質形式存在；存在；圖圖52 地殼中金屬的百分含量地殼中金屬的百分含量 含有礦物的巖石稱為含有礦物的巖石稱為礦礦石。石。鐵礦石等都是常見鐵礦石等都是常見的礦石的礦石 其余大多數以其余大多數以化合物化合物的形式存在。金屬化合物的形式存在。金屬化合物在自然界中以在自然界中以礦物礦物的形的形式存在。式存在。元素名元素名稱稱質量分質量分數數/元素名元素名稱稱質量分質量分數數/鋁鋁7.73鎂鎂2.00鐵鐵4.75鋅鋅0.008鈣鈣3.45銅銅0.007鈉鈉2.74銀銀0.00001鉀鉀2.47金金0.0000005赤鐵礦赤鐵礦黃鐵礦黃鐵礦菱鐵礦菱鐵礦鋁鋁士士礦礦黃銅礦黃

5、銅礦輝銅礦輝銅礦Fe2O3常見幾種金屬礦物的成分常見幾種金屬礦物的成分 孔雀石孔雀石 Cu2(OH)2CO3赤銅礦赤銅礦 Cu2O 我國是世界上已知礦物種類比較齊全的少數我國是世界上已知礦物種類比較齊全的少數國家這一，礦物儲量也很豐富，其中國家這一，礦物儲量也很豐富，其中鎢、鉬、鎢、鉬、鈦、錫、銻鈦、錫、銻等儲量居世界前列，等儲量居世界前列，銅、鋁、錳銅、鋁、錳等等儲量在世界觀上也占有重要志地位。儲量在世界觀上也占有重要志地位。 大自然向人類提供了豐富的大自然向人類提供了豐富的金屬礦物資源金屬礦物資源，人類每年要提煉數以人類每年要提煉數以億噸計的金屬億噸計的金屬用于工農業用于工農業生產和其它領

6、域。其中，提取量最大的是生產和其它領域。其中，提取量最大的是鐵鐵。二二.鐵的冶煉鐵的冶煉為紀念為紀念1996年中國鋼產產量突破年中國鋼產產量突破1億噸而發行的郵票億噸而發行的郵票上海寶山鋼鐵公司煉鐵高爐上海寶山鋼鐵公司煉鐵高爐一氧化碳還原氧化鐵一氧化碳還原氧化鐵 一氧化碳還原氧化鐵.DAT現象：現象：紅色紅色粉末變粉末變成成黑色黑色，澄清的石，澄清的石灰水變渾濁。灰水變渾濁。點燃尾氣有點燃尾氣有藍色藍色火火焰焰一氧化碳還原氧化鐵一氧化碳還原氧化鐵Fe2O3 + 3CO 2Fe + 3CO2CO2 + Ca(OH)2 CaCO3 + H2O2CO + O2 2CO2用酒精燈點燃尾氣的作用是用酒精

7、燈點燃尾氣的作用是防止一氧化碳污染空氣防止一氧化碳污染空氣實驗步驟：實驗步驟：1、檢查裝置氣密性、檢查裝置氣密性2、將適量的氧化鐵裝入試管并固定裝置、將適量的氧化鐵裝入試管并固定裝置3、點燃右邊點燃右邊酒精燈酒精燈4、通入一氧化碳通入一氧化碳氣體氣體5、點燃酒精噴燈給氧化鐵加熱、點燃酒精噴燈給氧化鐵加熱6、待硬質玻璃管內紅色物質完全變為黑色時停止加熱、待硬質玻璃管內紅色物質完全變為黑色時停止加熱7、待玻璃管內固體冷卻后、待玻璃管內固體冷卻后停止通入一氧化碳停止通入一氧化碳，然后，然后熄滅右邊熄滅右邊酒精燈酒精燈實驗前要先通實驗前要先通CO將玻璃管中的空氣排盡再加熱，防止加熱時將玻璃管中的空氣排

8、盡再加熱，防止加熱時CO與空氣混合發生爆炸；實驗完畢后，停止加熱時要繼續與空氣混合發生爆炸；實驗完畢后，停止加熱時要繼續通通CO至玻璃管內固體冷卻，防止高溫下的生成物鐵與空氣至玻璃管內固體冷卻，防止高溫下的生成物鐵與空氣接觸而被氧化，同時還可防止石灰水倒吸。接觸而被氧化，同時還可防止石灰水倒吸。黃鐵礦黃鐵礦 FeS2赤鐵礦赤鐵礦 Fe2O3菱鐵礦菱鐵礦 FeCO3磁鐵礦磁鐵礦 Fe3O4在高溫下，利用焦炭與氧氣反應生成的一氧化碳把鐵在高溫下，利用焦炭與氧氣反應生成的一氧化碳把鐵從鐵礦石中還原出來從鐵礦石中還原出來Fe2O3+3CO 2Fe+3CO2高溫高溫石灰石、石灰石、鐵礦石鐵礦石焦炭、空氣

9、焦炭、空氣化學方程式：化學方程式：高爐是個豎直的高爐是個豎直的圓筒形圓筒形爐子，爐子，爐殼用爐殼用鋼板鋼板制成，內部用制成，內部用耐耐火磚火磚作襯里。煉鐵的主要原作襯里。煉鐵的主要原料是料是鐵礦石、焦炭、石灰石鐵礦石、焦炭、石灰石和空氣和空氣。 高溫下，用還原劑（主高溫下，用還原劑（主要是一要是一氧化碳氧化碳）從鐵礦）從鐵礦石里把鐵還原出來石里把鐵還原出來 鐵礦石焦炭熱空氣爐渣出口生鐵出口石灰石高爐煉鐵圖：高爐煉鐵圖：煉鋼和煉鐵的比較煉鋼和煉鐵的比較生鐵冶煉煉鋼原料鐵礦石、焦炭、空氣、石灰石 生鐵、廢鋼原理在高溫下，用一氧化碳從鐵的氧化物中將鐵還原出來。 用氧氣或鐵的氧化物除去生鐵中多余的碳元

10、素主要設備高爐轉爐、平爐、電爐產品生鐵鋼高溫有關雜質問題的計算有關雜質問題的計算例1、1000t含雜質含雜質20%的赤鐵礦石中含的赤鐵礦石中含氧化鐵的質量是多少？氧化鐵的質量是多少？氧化鐵的質量氧化鐵的質量： 1000t （ 1- 20% ）=800t純物質的質量純物質的質量=不純物質的質量不純物質的質量純物質的質量分數（純度）純物質的質量分數（純度）不純物質的質量不純物質的質量= 純物質的質量純物質的質量例例3：用：用1000t含氧化鐵含氧化鐵80%的赤鐵礦石，的赤鐵礦石，理論上可以煉出含鐵理論上可以煉出含鐵96%的生鐵多少噸？的生鐵多少噸？注意：注意： 帶入化學方程式計算的數據應是帶入化學

11、方程式計算的數據應是 純凈物的質量純凈物的質量赤鐵礦石赤鐵礦石氧化鐵氧化鐵鐵鐵生鐵生鐵1000t80% 70%96%=583.3t生鐵的質量：生鐵的質量：練習：要煉出含雜質練習：要煉出含雜質2%的生鐵的生鐵3200噸，需噸，需要含氧化鐵質量分數為要含氧化鐵質量分數為80%的赤鐵礦石多少的赤鐵礦石多少噸？噸？生鐵生鐵鐵鐵氧化鐵氧化鐵赤鐵礦石赤鐵礦石3200t（1-20%）70%80%=4571.5t赤鐵礦石赤鐵礦石:例題用1000t 含氧化鐵80的赤鐵礦石，理論上可以煉出含鐵96 的生鐵多少噸？解：1000t赤鐵礦石中含氧化鐵的質量為：1000t 80=800t設：800t氧化鐵理論上可以煉出鐵

12、的質量為 xFe2O3 + 3CO 2Fe + 3CO2高溫160 112800t x112160 xt800 x=560t折合為含鐵96 的生鐵的質量為 560t 96 =583t答：用1000t 含氧化鐵80的赤鐵礦石，理論上可以煉出含鐵96 的生鐵583t診斷補償，點擊中考 二、計算題（2006黃岡） 用2000t 含氧化鐵80的赤鐵礦石，理論上可以煉出含鐵96 的生鐵多少噸？二、計算題（2006黃岡）用2000t 含氧化鐵80的赤鐵礦石，理論上可以煉出含鐵96 的生鐵多少噸？解：2000t赤鐵礦石中含氧化鐵的質量為：2000t 80=1600t設：1600t氧化鐵理論上可以煉出鐵的質量

13、為 x Fe2O3 + 3CO 2Fe + 3CO2 160 1121600t xx=1120t折合為含鐵96 的生鐵的質量為 1120t 96 =1166t答：用2000t 含氧化鐵80的赤鐵礦石，理論上可以煉出含鐵96 的生鐵1166txt1600112160高溫 據有關資料報導，現在全世界每年被腐據有關資料報導，現在全世界每年被腐蝕而報廢的金屬設備和材料相當于年產量的蝕而報廢的金屬設備和材料相當于年產量的20%40%鋼鐵的最大的弱點就是容易生繡鋼鐵的最大的弱點就是容易生繡三三.金屬資源保護金屬資源保護1.金屬的腐蝕和防護金屬的腐蝕和防護鐵軌的銹蝕鐵軌的銹蝕鐵釘的生銹鐵釘的生銹各種鐵制品的

14、銹蝕各種鐵制品的銹蝕 為了減少損失，為了減少損失，需要探究需要探究金屬銹金屬銹蝕的原因蝕的原因、防護防護的方法的方法和和廢金屬廢金屬的回收利用的回收利用金屬銹蝕給人類金屬銹蝕給人類帶來了巨大的損帶來了巨大的損失。失。鐵生銹的條件： 與氧氣（或空氣）接觸 與水接觸其它影響因素：溫度、鹽等思考：思考：根據銅綠的化學式根據銅綠的化學式Cu2(OH)2CO3分分析銅生銹的條件又是什么？析銅生銹的條件又是什么？ 與氧氣、水和二氧化碳接觸實驗：探究鐵生銹的條件在空氣中銹蝕，實際上是在空氣中銹蝕，實際上是鐵鐵跟跟氧氣氧氣、水水等等物質相互作用，發生一系列復雜的物質相互作用，發生一系列復雜的化學變化學變化化，

15、使鐵轉化為，使鐵轉化為鐵的化合物鐵的化合物的過程。的過程。因此，鐵與空氣接觸，又有水分時，最易因此，鐵與空氣接觸，又有水分時，最易生銹！生銹！鐵銹成分復雜，主要是鐵銹成分復雜，主要是FeFe2 2O O3 3XHXH2 2O O它它是一種疏松多孔的物質是一種疏松多孔的物質 鐵銹鐵銹這種多孔性的物質，能讓水分和空氣穿過它這種多孔性的物質，能讓水分和空氣穿過它的空隙，不斷向里層滲透，繼續跟鐵反應，直至鐵被的空隙，不斷向里層滲透，繼續跟鐵反應，直至鐵被完全銹蝕。完全銹蝕。 氧化鐵與鋁壺表面的氧化鋁膜性質比較氧化鐵與鋁壺表面的氧化鋁膜性質比較 鐵銹鐵銹 (e23)氧化鋁氧化鋁 (Al2O3)結構特點結

16、構特點若不除去結果若不除去結果疏松多孔疏松多孔完全銹蝕完全銹蝕致密結實致密結實使鋁使鋁“自我保自我保護護”與空氣（氧氣）與空氣（氧氣）接觸接觸與水與水接觸接觸怎么防止鋼鐵生銹呢？怎么防止鋼鐵生銹呢？在在車車船船的的表表面面噴噴油油漆漆在機械表面涂防銹油在機械表面涂防銹油在面盆、杯子、在面盆、杯子、等表面燒涂搪瓷等表面燒涂搪瓷此外，還可以在鋼此外，還可以在鋼鐵表面鍍上一層能鐵表面鍍上一層能起保護作用的其他起保護作用的其他金屬。金屬。如：在鋼鐵表面鍍如：在鋼鐵表面鍍錫、鍍鋅、和鍍鉻錫、鍍鋅、和鍍鉻鍍銅鍍銅金屬防腐蝕的方法：（1)1)隔絕空氣或氧氣隔絕空氣或氧氣 (2)(2)隔絕水隔絕水 自行車的構件如支架、鏈條、鋼圈等，分別采取了什么防銹措施？思考：思考：根據銅綠的化學式根據銅綠的化學式Cu2(OH)2CO3分分析銅生銹的條件又是什么？析銅生銹的條件又是什么？在潮濕的空氣中銅與氧氣、水、二氧化碳等在潮濕的空氣中銅與氧氣、水、二氧化碳等作用生成了銅綠。作用生成了銅綠。 推理依據是按銅綠的化學推理依據是按銅綠的化學式可知：銅綠含式可知