《金属资源的利用和保护》ppt课件

世界跨径最大的斜拉桥———苏通大桥苏通大桥总长8206米，斜拉桥主孔跨度1088米，列世界第一；主塔高度306米,列世界第一；斜拉索的长度580米,列世界第一。人类生活离不开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!军事与科技也需要大量的金属一.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；图5—2地壳中金属的百分含量铝7.73%铁4.75%钙3.45%钠2.74%钾2.47%镁2.00%含有矿物的岩石称为矿石铁矿石等都是常见的矿石其余大多数以化合物的形式存在。金属化合物在自然界中以矿物的形式存在。常见几种金属矿物的成分磁铁矿褐铁矿赤铁矿Fe3O4Fe2O3·XH2OFe2O3孔雀石Cu2(OH)2CO3赤铜矿Cu2O赤铁矿黄铁矿菱铁矿铝士矿黄铜矿辉铜矿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。二.铁的冶炼现象：红色粉末变成黑色，产生气体使澄清的石灰水变浑浊。一氧化碳还原氧化铁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补充：炼钢视频：工业上生铁炼钢据有关资料报导，现在全世界每年被腐蚀而报废的金属设备和材料相当于年产量的20%——40%钢铁的最大的弱点就是容易生绣三.金属资源保护1.金属的腐蚀和防护铁轨的锈蚀铁钉的生锈各种铁制品的锈蚀为了减少损失，需要探究金属锈蚀的原因、防护的方法和废金属的回收利用金属锈蚀给人类带来了巨大的损失。取3枚洁净无锈的铁钉，分别放入3支试管中进行下面的实验步骤一、在试管1中加入少量的蒸馏水，使铁钉的一半浸没在水中步骤二、在试管2中注满迅速冷却的沸水塞紧橡皮塞步骤三、在试管3中加入少量干燥剂（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，塞紧橡皮塞在空气中锈蚀，实际上是铁跟氧气、水等物质相互作用，发生一系列复杂的化学变化，使铁转化为铁的化合物的过程铁锈成分复杂，主要是Fe2O3·XH2O它是一种疏松多孔的物质铁锈这种多孔性的物质，能让水分和空气穿过它的空隙，不断向里层渗透，继续跟铁反应，直至铁被完全锈蚀。在切过咸菜的铁质菜刀同一面上选相近的三处进行下列实验一处：用湿棉球湿润；一处：用干布檫干一处：用干布檫干后，涂上一层食油；放置一昼夜，观察菜刀三处表面发生的变化与空气（氧气）接触与水接触怎么防止钢铁生锈呢？在车船的表面喷油漆在机械表面涂防锈油在面盆、杯子、等表面烧涂搪瓷此外，还可以在钢铁表面镀上一层能起保护作用的其他金属。（为什么？）如：在钢铁表面镀锡、镀锌、和镀铬镀铜？总结：防止钢铁制品生锈的方法：铝比铁更容易跟氧气和其他物质发生化学反应。铝在空气中与氧气反应，生成的氧化铝形成一层致密而结实的膜覆盖在铝的表面，防止铝继续与氧气反应，从而起来“自我保护”的作用（1)隔绝空气或氧气(2)隔绝水具体方法:1.“穿外衣”——加一层保护膜（如：刷油漆、涂油、电镀、致密的氧化膜）2.“打强心针”——在铁中加入其它金属改变其内部结构，（如：制成不锈钢）①保持钢铁表面的清洁干燥。②镀金属保护层：如镀锡、镀锌、镀铬等；白铁皮镀锌，马口铁镀锡，钢圈镀铬、镍。③涂非金属保护层：如喷涂油漆、涂防锈油、在脸盆、杯子表面烧涂搪瓷、用橡胶或塑料包在钢铁表面。④形成氧化膜保护层：枪套上形成四氧化三铁、锯条上的烤蓝。⑤在钢铁里加入金属或非金属形成耐腐蚀合金：如不锈钢（加Cr、Ni）防止铁锈蚀的主要措施：一.防止金属的腐蚀二.回收利用废旧金属三.合理有效开采矿物四.寻找金属的代用品（1）汞与稀盐酸（2）铝与硫酸铜溶液（3）银与硫酸锌溶液（4）锌与硝酸银溶液（5）钠与稀硫酸1、下列物质能否发生反应？写出能发生反应的化学方程式。2、回答下列问题：（1）为什么沙漠地区的铁制品锈蚀较慢？（2）切过咸鱼的刀不经洗净抹干，为什么很快就生锈？（3）被雨水淋湿的自行车，为什么须先用干布擦净后才能用带有油的布擦？•例：某赤铁矿含Fe2O380%，用3000t这种矿石，可炼出含杂质4%的生铁多少吨？•分析：计算时应注意把反应物和生成物都换算成纯物质的量，再代入化学方程式计算．•解：设3000t这种矿石，可炼出生铁质量为x，•根据题设：纯Fe2O3质量＝3000t×80%＝2400t•纯Fe质量＝x·（1－4%）＝x·96%•代入化学方程式中：•Fe2O3＋3CO＝2Fe＋3CO2•160112•2400tx·96%•x＝＝1750t•答：可炼出含杂质4%的生铁1750t．•若赤铁矿石中Fe2O3的质量分数为80%，600t这样的赤铁矿可炼出含碳等其他杂质质量分数为7%的生铁多少吨？•解：设可炼出含杂质质量分数为7%的生铁的质量为x•Fe2O3＋3CO＝2Fe＋3CO2•160112•600t×80%x·（1－7%）•x＝＝365t•答案：可炼出含碳等杂质质量为7%的生铁365t．•点拨：这类题很容易出错，错误原因主要在于没有理解哪些是不纯物的质量，哪些是纯净物的质量．赤铁矿和生铁都是混合物，而在化学方程式的计算中，所涉及到的都是纯净物的质量，只要牢牢把握住这一点，所有含杂质的计算都可迎刃而解．练习：1、某钢铁厂每天需消耗5000t含氧化铁76％的赤铁矿石，该厂理论上可以日产Fe98％的生铁多少t?2、冶炼2000t含杂质3％的生铁，需要含90%Fe2O3的赤铁矿石多少t?•4．某钢铁厂每天需消耗5000t含Fe2O376%的赤铁矿石，该厂理论上可日产含Fe98%的生铁多少吨？•指导建议：首先将不纯物的量转化成纯物质量•Fe2O3质量＝5000t×76%＝3800t•设生铁质量为x，则纯铁质量＝98%·x•然后再根据方程式进行计算．•Fe2O3＋3CO2Fe＋3CO2•160112•3800t98%·x•160∶3800t＝112∶98%·xx＝≈2714.3t•冶炼2000t含杂质3%的生铁，需要含Fe3O490%的磁铁矿石多少吨？•指导建议：纯铁质量＝2000t×（1－3%）＝1940t•设磁铁矿石质量为x，则Fe3O4质量为90%·x•反应原理：Fe3O4＋4CO3Fe＋4CO2•232168•90%·x1940t•232∶90%·x＝168∶1940t•x＝＝2976.7t•所以磁铁矿质量为2976.7t．•1、245gKClO3完全分解能制得多少O2？若用电解水的方式制等量的O2，则需水几克？•2.某钢铁厂每天需消耗5000t含氧化铁76％的赤铁矿石，该厂理论上可以日产Fe98％的生铁多少t?若用含90%Fe3O4的磁铁矿•石来代替，则需含90%Fe3O4的磁铁矿石多少t?例题：用1000t含氧化铁80％的赤铁矿石，理论上可以炼出含铁96％的生铁多少t?解：设理论上可以炼出含铁96的生铁的质量为xFe2O3------------------2Fe1602×561000t×80％x·96%∵1602×561000t×80％x·96%∴x=2×56×1000t×80％160×96%=583t答：略。