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1、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第1頁/共40頁第2頁/共40頁一.金屬資源概況 地球上的金屬資源廣泛存在于地殼和海洋中,極少數(shù)不活潑的金屬(如金、銀等)有單質形式存在;第3頁/共40頁赤鐵礦黃鐵礦菱鐵礦鋁士礦黃銅礦輝銅礦Fe2O3 其余大多數(shù)以化合物的形式存在。金屬化合物在自然界中以礦物的形式存在。第4頁/共40頁 孔雀石 Cu2(OH)2CO3赤銅礦 Cu2O第5頁/共40頁第6頁/共40頁第7頁/共40頁 我國是世界上已知礦物種類比較齊全的少數(shù)國家這一,礦物儲量也很豐富,其中鎢、鉬、鈦、錫、銻等儲量居世界前列,銅、鋁、錳等儲量在世界上也占有重要
2、志地位。但由于人口眾多,人均擁有量約為世界人均水平的13,居世界第80位。 大自然向人類提供了豐富的金屬礦物資源,人類每年要提煉數(shù)以億噸計的金屬用于工農業(yè)生產(chǎn)和其它領域。其中,提取量最大的是鐵。第8頁/共40頁二、鐵的冶煉早在春秋戰(zhàn)國時期,我國就開始生產(chǎn)和使用鐵器,從公元1世紀起,鐵便成了一種最主要的金屬材料。第9頁/共40頁二.鐵的冶煉為紀念1996年中國鋼產(chǎn)產(chǎn)量突破1億噸而發(fā)行的郵票上海寶山鋼鐵公司煉鐵高爐鋼的主要成分就是鐵。鋼和鐵有著非常廣泛和重要的應用,它們在某種程度上代表了一個國家工業(yè)發(fā)展的水平。新中國成立后,我國的鋼鐵工業(yè)得到了飛速的發(fā)展。1949年,我國的鋼產(chǎn)量只有158萬噸,居
3、世界第26位;1996年,我國的鋼產(chǎn)量首次突破1億噸,居世界前茅。第10頁/共40頁(1)現(xiàn)象:紅色粉末變成黑色,澄清的石灰水變渾濁。點燃尾氣有藍色火焰1、實驗室: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防止一氧化碳污染空氣第11頁/共40頁(3)實驗步驟:1、檢查裝置氣密性2、將適量的氧化鐵裝入試管并固定裝置3、點燃右邊酒精燈4、通入一氧化碳氣體5、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?yōu)楹谏珪r停止加熱7、待玻璃管內固體冷卻后停止通入一氧化碳,然后熄滅右
4、邊酒精燈(4)注意事項: 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CO與空氣混合發(fā)生爆炸; 實驗完畢后,停止加熱時要繼續(xù)通CO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。第12頁/共40頁(1)原料:)原料: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(2)原理:)原理: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高溫石灰石、鐵礦石焦炭、空氣3)設備:高爐)設備:高爐化學方
5、程式:70%含鐵量含鐵量 錄像2、工業(yè)煉鐵:第13頁/共40頁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:第14頁/共40頁三、有關雜質問題的計算例1、1000t含雜質20%的赤鐵礦石中含氧化鐵的質量是多少?氧化鐵的質量: 1000t ( 1- 20% )=800t純物質的質量=不純物質的質量純物質的質量分數(shù)(純度)第15頁/共40頁不純物質的質量= 純物質的質量第16頁/共40頁例3: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?注意: 帶入化學方程式計算的數(shù)據(jù)應是 純凈物的質量赤鐵礦石氧化鐵鐵生鐵1000t80% 70%96%=583.3t生
6、鐵的質量:第17頁/共40頁第18頁/共40頁資料一:人類每年要向自然界索取大量的金屬礦物資源,以提取數(shù)以億噸計的金屬。金屬礦物的儲量有限,而且不能再生。根據(jù)已探明的一些礦物的儲藏量,并根據(jù)目前這些金屬的消耗速度,有人估計一些礦物可供開采的年限如下圖所示(不包括今后新探明的礦物儲量、一些國家的金屬儲備量和金屬的回收利用等)。第19頁/共40頁。第20頁/共40頁第21頁/共40頁金屬銹蝕給人類帶來了巨大的損失。為為了減少損失,需要探究了減少損失,需要探究金屬銹蝕的原因金屬銹蝕的原因、防護的方法防護的方法和和廢舊金屬的回收利用廢舊金屬的回收利用第22頁/共40頁全浸在水中干燥空氣中一半在水中食鹽
7、水中稀H2SO4中第23頁/共40頁 一周后鐵釘沾了酸液: 鐵釘嚴重銹蝕鐵釘浸沒一半的在食鹽水中:浸沒在食鹽水中的鐵釘幾乎全部生銹鐵釘浸沒一半在水中: 鐵在空氣、水的界面處生銹鐵釘完全浸沒在水中(上面還加植物油): 鐵未生銹鐵釘放在干燥的空氣中(加干燥劑等): 鐵未生銹全浸在水中稀H2SO4中一半在水中食鹽水中干燥空氣中第24頁/共40頁第25頁/共40頁想一想想一想閱讀教材P19頁,回答下列問題:1、試管中為什么要用煮沸過的蒸餾水,且要加入植物油?2、鋁與氧氣反應生成的氧化鋁能起到保護里層鋁的作用。鐵銹是否也能保護里層的鐵呢?3、你能否根據(jù)鐵生銹的條件提出防止鐵制品生銹的原理嗎?是為了防止蒸
8、餾水中溶有氧氣。不能,因為鐵銹是疏松的。第26頁/共40頁第27頁/共40頁第28頁/共40頁(1)1)隔絕空氣 (2)(2)隔絕水第29頁/共40頁討論討論第30頁/共40頁思考:思考:根據(jù)銅綠的化學式根據(jù)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、二氧化碳等作用生成了銅綠。 推理依據(jù)是按銅綠的化學式可知:銅綠含C、H、O、Cu四種元素, 若無空氣中的O2、H2O、CO2 等對銅發(fā)生作用則銅綠中不可能含O、C、H等元素。用白醋浸泡可除去銅銹。 第31頁/共40頁討論討論第32頁/共40頁第33頁/共40頁據(jù)估算,回收一個鋁
9、制飲料罐比制造一個新飲料據(jù)估算,回收一個鋁制飲料罐比制造一個新飲料罐要便宜罐要便宜20%20%,而且還可節(jié)約金屬資源和,而且還可節(jié)約金屬資源和95%95%的能源。的能源。1t1t廢鋼鐵回爐冶煉可煉成近廢鋼鐵回爐冶煉可煉成近1t1t的鋼,跟用鐵礦石冶煉的鋼,跟用鐵礦石冶煉比,能節(jié)約比,能節(jié)約11t11t煤和鐵礦石,減少污染空氣的懸浮微煤和鐵礦石,減少污染空氣的懸浮微粒粒11kg11kg。目前世界上已有。目前世界上已有50%50%以上的鐵的以上的鐵的90%90%以上的金以上的金得到了回收利用。得到了回收利用。廢舊金屬的回收利用還可以減少對環(huán)境的污染。廢舊金屬的回收利用還可以減少對環(huán)境的污染。例如,
10、廢舊電池中含有汞等,如果廢舊電池隨意丟棄,例如,廢舊電池中含有汞等,如果廢舊電池隨意丟棄,汞等滲出會造成地下水和土壤的污染,威脅人類健康。汞等滲出會造成地下水和土壤的污染,威脅人類健康。如果將汞等回收利用,不僅可以節(jié)約金屬資源,而且如果將汞等回收利用,不僅可以節(jié)約金屬資源,而且還可以減少對環(huán)境的污染。還可以減少對環(huán)境的污染。第34頁/共40頁討論討論第35頁/共40頁第36頁/共40頁我會做我會做1、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)浸沒有植物油中2、下列做法能防止鐵制品生銹的是 ()A、自行車臟了用清水沖洗B
11、、用廢酸液沖洗鐵制污水管道C、在鐵制籃球架上刷一層油漆D、切完咸菜后,盡快將菜刀洗凈擦干(3)、(4)C、D第37頁/共40頁我會做我會做3 3、隨著人們生活質量的提高,各種電池使用、隨著人們生活質量的提高,各種電池使用量大幅度增加,廢電池進行集中處理的問題量大幅度增加,廢電池進行集中處理的問題被提到議事日程上來。其首要原因是被提到議事日程上來。其首要原因是 ( )( ) A A 回收利用電池外殼的金屬材料回收利用電池外殼的金屬材料 B B 防止電池中汞、鎘、鉛等重金屬對土壤和防止電池中汞、鎘、鉛等重金屬對土壤和水水 源的污染源的污染 C C減輕電池中滲漏的液體對其他物品的腐蝕減輕電池中滲漏的
12、液體對其他物品的腐蝕 D D回收利用電池中的石墨電極回收利用電池中的石墨電極 C 第38頁/共40頁我會做我會做 4 4、(、(1 1)下列家庭生活垃圾:廢舊書刊報紙)下列家庭生活垃圾:廢舊書刊報紙 廢電池廢電池 廢棄橡膠、塑料制品廢棄橡膠、塑料制品 易拉罐飲料易拉罐飲料瓶瓶 廢棄電線廢棄電線 破舊鐵鍋、鋁壺破舊鐵鍋、鋁壺 變質剩飯菜變質剩飯菜 瓜皮果殼瓜皮果殼 廢棄玻璃物品等,其中可回收利廢棄玻璃物品等,其中可回收利用的有?;厥绽门c保護金用的有。回收利用與保護金屬資源的相關聯(lián)的是。屬資源的相關聯(lián)的是。(2 2)請你聯(lián)系實際再提出兩條節(jié)約金屬資源的建)請你聯(lián)系實際再提出兩條節(jié)約金屬資源的建議議: :; 第39頁/共40頁感謝您的觀看。第40頁/共40頁