70金属资源的利用和保护

课题3金属资源的利用和保护一金属资源的概况人类生活离不开金属军事与科技也需要大量的金属金属有广泛的用途，对于人类社会起着不可替代的作用!一.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（如铂、金、银等）有单质形式存在；思考：为什么金银等少数金属在自然界存在单质，而绝大多数金属元素只能以化合物的形式存在•金银的化学性质比较稳定，不易被氧化。像铝铁铜等金属相对于比较活泼，容易被氧化，所以才以化合物的形式存在少数很不活泼的金属有单质形式存在外，其余大多数以化合物的形式存在。金属化合物在自然界中又以矿物的形式存在。含有矿物的岩石称为矿石，如；铁矿石等都是常见的矿石铝7.73%铁4.75%钙3.45%钠2.74%钾2.47%镁2.00%地壳中金属的百分含量常见几种金属矿物的成分磁铁矿赤铁矿Fe3O4Fe2O3褐铁矿Fe2O3·XH2O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，其中钨、钼、钛、锡、锑等储量居世界前列，铜、铝、锰等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金属矿物资源，人类每年要提炼数以亿吨计的金属用于工农业生产和其它领域。其中，提取量最大的是铁。那么不就将来我国矿产资源就会短缺。炼铁的过程称为铁的冶炼炼铁的原理：利用一氧化碳与氧化铁的反应一氧化碳还原氧化铁实验仪器：铁架台2个硬质玻璃管单孔橡皮塞2个酒精灯，试管酒精喷灯，双控橡皮塞导气管若干实验装置尾气处理酒精喷灯实验步骤：在硬质试管中，放入少量的氧化铁粉末，先通入一氧化碳，排出管内的空气后，加热氧化铁，当红色粉末变黑色时就停止加热，试管内物质冷却后，停止通入一氧化碳。实验步骤：（1）检查装置的气密性（2）装入药品并固定实验装置（3）点燃酒精灯（4）向玻璃管中通入一氧化碳（5）点燃酒精喷灯（6）反应完成后熄灭酒精喷灯（7）试管冷却后停止通入一氧化碳（8）熄灭酒精灯现象：红色粉末变成黑色，产生气体使澄清的石灰水变浑浊。尾气燃烧并产生蓝色火焰实验结论：红色的氧化铁被一氧化碳还原成单质铁，并同时生成了二氧化碳讨论1：(1)将产物通入澄清石灰水中，石灰水变浑浊，说明生成了什么气体？得到的黑色粉末放在白纸上观察，该固体能被磁铁吸引，说明生成的的固体是什么物质？二氧化碳，铁（2）为什么要先通入一氧化碳才能点灯？为什么要熄灭灯后才能停止通入二氧化碳因为要排出管内的空气，以免加热时一氧化碳与空气混合，可能发生爆炸因为要防治生成的铁被空气中的氧气氧化讨论2：该反应需要高温，若实验室没有酒精喷灯，也可以用酒精灯代替吗？如果要用酒精灯代替就必须在火焰上方加上一个金属网罩，使热量更加集中，提高温度高炉是个竖直的圆筒形炉子，炉壳用钢板制成，内部用耐火砖作衬里。炼铁的主要原料是铁矿石、焦炭、石灰石和空气高温下，用还原剂（主要是一氧化碳）从铁矿石里把铁还原出来工业炼铁（1）原料：铁矿石、焦炭、石灰石、空气（2）设备：高炉（3）方法：工业上炼铁时，把铁矿石，焦炭，石灰石一起加入高炉，在高温下，利用炉内焦炭与氧气反应生成的一氧化碳把铁从铁矿石里还原出来（4）所用原料中的石灰石的主要作用是将矿石中的二氧化硅转变为炉渣三有关杂质问题的计算解题时一定要将纯净物的质量代入到化学方程式中进行计算，计算时首先应该将不纯物质的质量换成纯净物的质量，再根据化学方程式比例进行计算练习1赤矿铁的主要成分是三氧化二铁，现有含三氧化二铁80%的赤铁矿2000t，求可冶炼含杂质3%的生铁多少吨？第二课时金属资源的保护自然界的金属资源很丰富，但是金属的腐蚀也是普遍的现象。金属被腐蚀后，在外形、色泽和机械性能等等方面都将发生变化，造成设备破坏，管道泄漏，产品的污染，酿成爆炸等恶性的事故以及资源和能源的严重浪费，使国民经济受损，因此研究金属腐蚀的原理，采取防护措施，对经济建设有着十分重大的意义。根据有关报道，现在世界每年因腐蚀而报废的金属设备和材料相当于年产量的20%到40%。那么，矿物的储存量有限，而且不能再生。实验现象：几天后，A试管中的铁钉生锈，在水面附近锈蚀严重：B、C试管中的铁钉没有生锈实验分析：A试管中的铁钉同时跟水和氧气接触而生锈：B试管中的铁钉只与水接触不生锈：C试管中的铁钉只与干燥的空气接触不生锈实验结果：铁生锈的条件是与水和氧气同时接触金属的腐蚀给我们带来什么危害1、金属大量腐蚀使冶炼金属的成本提高，既消耗能源有浪费矿物，还可能产生大量的废气，危害人类健康2、使金属制品的寿命缩短3、要是没有金属起导电作用，我们势必会经常生活在黑暗中4、腐蚀遍及国民经济各部门，给国民经济带来巨大的经济损失。5、腐蚀的巨大危害不仅体现在经济损失上，它还会带来惨重的人员伤亡、环境污染、资源浪费、阻碍新技术的发展、促进自然资源的损耗。6、作为量器，将影响到其精确度2铁制品的防锈原理和方法•防锈原理：破坏铁制品生锈的条件，即隔绝空气和水•方法：•1保持铁质品表面的干燥和洁净•2在铁质品表面通过物理或化学方法制成保护膜，如：涂油，刷油漆等等•3改变金属的组成和结构，如：将铁制品制成合金，不锈钢等等。•4一发现铁制品有锈蚀，就马上处理，以防继续蔓延金属资源的保护•1防止金属的腐蚀•2回收和利用废旧金属•3合理开采矿物•4寻找金属代替品•5物尽其用