1、第八單元 金屬和金屬材料 課題3 金屬資源的 利用和保護金屬概述 地球上的金屬資源廣泛地存在于地殼和浩瀚的海洋中，除少數很不活潑的金屬如金、銀等有單質形式存在外，其余都以化合物形式存在。課題3 金屬資源的利用和保護一.金屬的存在：除少數不活潑的金屬如金.銀等有單質形式存在外,其余都以化合物形式存在.地殼中含量最多的金屬是Al金屬元素在地殼中的含量元素名稱質量分數/%元素名稱質量分數/%鋁（Al）7.73鎂（Mg）2.00鐵（Fe）4.75鋅（Zn）0.008鈣（Ca）3.45銅（Cu）0.007鈉（Na）2.74銀（Ag）0.00001鉀（K ）2.47金（Au）0.0000005資料礦 物

2、礦物是自然界的天然物質也是元素在自然界存在的重要形式 方解石 孔雀石 閃鋅礦 鋁土礦 磁鐵礦赤鐵礦磁鐵礦 赤鐵礦 常見的鐵礦石磁鐵礦(Fe3O4)赤鐵礦(Fe2O3) 褐鐵礦(Fe2O3nH2O )黃鐵礦(FeS2 )罕見的鐵礦石 七彩針鐵礦 這不是一種稀有礦物，也沒有完整的結晶，但它因暈彩而呈現出七彩顏色十分吸引人。常見的銅礦石黃銅礦(CuFeS2 )藍銅礦(Cu2(CO3)2(OH)2 )孔雀石(Cu2(OH)2CO3 )罕見的銅礦石毛赤銅礦(Cu2O )其它礦石金紅石(TiO2)閃鋅礦礦石豐富多彩的金屬礦石和我國的礦產資源 背景介紹 資源是人類賴以生存和發展的物質基礎，對國民經濟的發展起

3、著極為重要的作用。一個國家的工業化過程，首先是對礦物原料產品需求的迅速增長，我國經濟正在高速建設，目前，95以上的能源和80以上的工業原料來自于礦產資源。 礦產泛指一切當今科學技術和經濟條件下可供人類開發利用的天然礦物和巖石。礦產可以有不同的分類：按其基本屬性可分為無機礦產（如多數的金屬礦產）和有機礦產（如化石燃料），也可分為金屬礦產和非金屬礦產；從礦產所具有的資源利用特性，可分為利用其物質組分的礦產和利用其物理、化學性質的礦產等。科學技術的進步和社會需求的多樣化，使得開發利用礦產資源的范圍不斷擴大，礦產品種類別也不斷增多。可供開采利用的礦物（體）也稱為礦床。固態礦床一般由有用的礦石礦物（如銅

4、礦中的含銅礦物）和經濟價值不大的脈石礦物構成。礦石的成分往往比較復雜，一般描述時，常指出其主要成分。礦石中含有某種有用礦物成分多，叫做高品位礦（或富礦），反之稱為低品位礦（或貧礦）。礦產與數字中國已探明儲量的金屬礦產有54種。 鐵礦：全國已探明的鐵礦區有1834處。 錳礦：全國已探明的錳礦區共有213處 鉻鐵礦：有56處產地。 銅礦：已探明礦區910處。 鋁土礦：有310處產地。 鉛鋅礦：有產地700多處。 鎳礦：有產地近百處。 鉬礦：有產地222處。 鎢礦：探明產地252處。 錫礦：探明產地293處。汞、銻礦：探明汞產地103處、銻產地111處。 金礦：探明礦區1265處。 銀礦，探明產地5

5、69處 。古代煉鐵二、鐵的冶煉CO澄清石灰水氣囊Fe2O3CO變渾濁磁鐵澄清石灰水1、實驗步驟應是：先通一會兒CO再加熱，實驗結束后先撤酒精燈，冷卻后撤CO。 CO有劇毒要注意尾氣處理。注意事項及其原因 （1）CO是可燃性氣體，加熱前應保持管內氣體純度防止爆炸。（2）防止Fe又生成Fe2O3以至實驗失敗。 2、尾氣要用氣囊收集。3CO+ Fe2O3 3CO2 + 2 Fe高溫原料:鐵礦石.焦炭.石灰石現象:紅色的物質逐漸變黑.同時產生使石灰水變渾濁的氣體1、煉鐵的方法還可以用來煉制：錳、鋅、鎳、鉛等。 如：MnO2 + 2CO Mn + 2CO22、冶煉金屬的其它方法電解法如：2Al2O3 4

6、Al + 3O2電解鐵礦石焦炭熱空氣爐渣出口生鐵出口石灰石高爐煉鐵.swf鞍鋼2000立方米高爐外景圖 課 題 3 金屬資源的利用和保護有關雜質問題的計算例 1000t含氧化鐵80%的赤鐵礦石，理論上可煉出含鐵96%的生鐵的質量是多少？解：氧化鐵的質量： 1000t 80% =800t設：理論上可煉出鐵的質量為XFe2O3 + 3CO 2Fe + 3CO2高溫160 256800t X160X256800tX = 560t折合為含鐵96%的生鐵的質量為560t96%=583t答：1000t可煉出生鐵為583t。 課 題 3 金屬資源的利用和保護練習：要煉出含雜質3%的生鐵2000噸，需要含四氧

7、化三鐵90%的磁鐵礦石的質量是多少？Fe3O4+4CO 3Fe+4CO2高溫解：需要含Fe3O490%的磁鐵礦石的質量為X232 356X 90 2000t (1-3%) 232 356 X 90 2000t (1-3%)X=2977t答：磁鐵礦石的質量為2977t。 課 題 3 金屬資源的利用和保護1、為避免一氧化碳污染空氣，并回收利用一氧化碳，方框中連接的是C和D，導管接口的連接順序a 。 C裝置中NaOH的作用是 。2、實驗開始時，應 (填“先加熱再通CO”或“先通CO再加熱”)，目的是 。3、實驗進行一段時間后，玻璃管A中出現的現象為 ，反應方程式為 。4、除CO外，還有哪些物質可以還

8、原Fe2O3 (請寫一物質的化學式)。某化學興趣小組用一氧化碳與氧化鐵的反應來探究煉鐵的原理，裝置如下圖所示。請回答有關問題：考考你自己：d b e除去殘余的二氧化碳 先通一氧化碳再加熱 趕盡玻璃管內的空氣，防止加熱爆炸 Fe2O3 + 3CO 2Fe + 3CO2高溫C或H2 固體由紅棕色變成黑色四.金屬的腐蝕和防護人們采取了許多措施，但每年全世界因生銹而損失的鐵約 占世界年產量的四分之一！如何防銹？鐵生銹的條件.swf不生銹 不生銹 生銹a. 干燥空氣中b. 浸沒在水中c. 潮濕空氣中請思考.哪種條件下,鐵最易生銹?為什么?鐵生銹的實質：鐵與空氣中的氧氣.水蒸氣等發生化學反應的過程。鐵銹的

9、成份很復雜,主要為氧化鐵Fe2O3 xH2O鐵制品銹蝕的條件:(1)要有能夠發生反應的物質(2)反應物要能相互接觸(3)生成物不會對反應起障礙作用鐵的生銹過程:金屬的防護(1)隔絕開空氣或氧氣 (2)隔絕開水思考討論回答：采用哪些措施可防止鐵的銹蝕？例如自行車鋼圈、鏈條齒輪、大杠的防銹方法及醫用器械等的防銹方法。具體方法:1.“穿外衣”加一層保護膜（如：刷油漆、涂油、電鍍、致密的氧化膜） 2.“打強心針”在鐵中加入其它金屬改變其內部結構，（如：制成不銹鋼）2.金屬資源保護怎樣保護金屬資源呢?一.防止金屬的腐蝕二.金屬的回收與利用三.有計劃,合理地開采礦物,嚴 禁不顧國家利益的亂采礦 四.尋找金

10、屬代用品知識實踐反饋練習鐵可以拉制成鐵絲，是因為它具有_性；鐵鍋可以用來炒菜，是因為鐵是_的導體。要完成FeFeSO4的轉化，可以讓鐵和_或_發生置換反應。盛入在油罐車內的石油產品振蕩時可產生靜電，容易引起火災，所以油罐車尾部有一條拖地的鐵鏈， 是利用了鐵具有_的性質。鋼鐵生銹，實際上是鐵、_ _等物質相互作用，發生一系列復雜的化學反應。防止鐵制品生銹，最常用的方法是_。 延展性熱H2SO4CuSO4導電水氧氣涂一層保護膜知識實踐反饋練習 在下列條件下，鐵最容易生銹的是( ) A.有氧氣存在 B.有水存在 C.在潮濕空氣中 D.表面有油污下列有關使用鐵器時的注意事項中，正確的是( ) A.避免

11、接觸干燥的空氣 B.能盛放鹽酸C.不能盛放硫酸銅溶液 D.避免接觸潮濕空氣 CC D 課 題 3 金屬資源的利用和保護2、通過實驗回答，鐵釘在下列哪些情況下容易生銹？（1）在干燥的空氣中 （2）在潮濕的空氣中 （3）部分浸入食鹽水中 （4）浸沒在植物油中3、如圖所示實驗，裝置中出現的現象是（ ）A、鐵絲不變化 B、鐵絲逐漸消失 C、試管中的液面不變化D、試管中的液面上升D 課 題 3 金屬資源的利用和保護4、下列關于金屬資源的說法，不正確的是（ ） A、自然界中除少數不活潑的金屬如金、銀等以單質形式存在外，其余都以化合物形式存在 B、自然界中的金屬資源是取之不盡的 C、防止金屬銹蝕、回收利用廢

12、舊金屬可以保護金屬資源和環境 D、合理開發礦物、尋找金屬代用品都是保護金屬資源的有效途徑B5、手機、筆記本電腦等電子產品中使用的鋰電池，具有體積小、充電時間短、放電時間長等優點，放電時的工作原理是鋰（Li）跟二氧化錳作用生成LiMnO2。1）在LiMnO2里，鋰元素顯1價，則錳元素的化合價為 ；2）寫出鋰電池放電時的化學方程式 ；（3）鋰電池充電時，是將電能轉化為 能。3 Li+MnO2=LiMnO2 化學 課 題 3 金屬資源的利用和保護6、下列有關對自行車的做法不合理的是（ ）A、車架表面噴涂油漆 B、鋼圈表面鍍防護金屬C、露天放置，日曬雨淋 D、鏈條表面涂機油C學完本課題你應該知道:1、把鐵礦石冶煉成鐵是一個復雜的過程,其主要反應原理是在高溫下,CO奪取鐵礦石里的氧,將鐵還原出來: Fe2O3+3CO=2Fe+3CO22、在實際生產時,