人類生活離不開金屬

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1、課題3金屬資源的利用和保護(hù)人類生活離不開金屬金屬元素在地殼中的含量元素名稱質(zhì)量分?jǐn)?shù)/%元素名稱質(zhì)量分?jǐn)?shù)/%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資料赤鐵礦Fe2O3黃鐵礦FeS2菱鐵礦FeCO3鋁士礦黃銅礦輝銅礦礦石:工業(yè)上把能用來提煉金屬的礦物叫礦石。磁鐵礦（主要成分Fe3O4）赤銅礦Cu2O孔雀石Cu2(OH)2CO3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

2、數(shù)不活潑的金屬（如金、銀等）以單質(zhì)形式存在；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(chǔ)量也很豐富，其中鎢、鉬、鈦、錫、銻等儲(chǔ)量居世界前列，銅、鋁、錳等儲(chǔ)量在世界上也占有重要的地位。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(jì)的金屬用于工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和其它領(lǐng)域。其中，提取量最大的是鐵。現(xiàn)象：紅色粉末變成黑色，澄清的石灰水變渾濁。點(diǎn)燃尾氣有藍(lán)色火焰一氧化碳還原氧化鐵實(shí)驗(yàn)室相關(guān)的化學(xué)方程式：Fe2O3+3CO2Fe+3CO2CO2+Ca(OH)2CaCO3↓+H2O2CO+O22CO2點(diǎn)燃高溫用酒精燈點(diǎn)燃尾氣的作用

3、是防止一氧化碳污染空氣一.鐵的冶煉1、原料：黃鐵礦FeS2赤鐵礦Fe2O3菱鐵礦FeCO3磁鐵礦Fe3O42、原理：在高溫下，利用焦炭與氧氣反應(yīng)生成的一氧化碳把鐵從鐵礦石中還原出來Fe2O3+3CO2Fe+3CO2高溫石灰石、鐵礦石焦炭、空氣3、設(shè)備：高爐化學(xué)方程式：70%48.27%46.67%72.41%含鐵量一.鐵的冶煉工業(yè)上鐵礦石焦炭熱空氣爐渣出口生鐵出口石灰石高爐煉鐵圖：高爐是個(gè)豎直的圓筒形爐子，爐殼用鋼板制成，內(nèi)部用耐火磚作襯里。煉鐵的主要原料是鐵礦石、焦炭、石灰石和空氣。高溫下，用還原劑（主要是一氧化碳）從鐵礦石里把鐵還

4、原出來工業(yè)上工業(yè)上煉鐵時(shí)各物質(zhì)的作用：石灰石：把雜質(zhì)轉(zhuǎn)化為爐渣焦炭：燃燒放熱提高爐溫，并將生成的CO2還原為具有還原性的CO，因此在煉鐵高爐中起主要作用的還原劑是CO，優(yōu)點(diǎn)是氣體還原劑具有流動(dòng)性，能與礦石充分接觸，使反應(yīng)更徹底。有關(guān)雜質(zhì)問題的計(jì)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(zhì)量是多少？解：氧化鐵的質(zhì)量：1000t×80%=800t設(shè)：理論上可煉出鐵的質(zhì)量為XFe2O3+3CO====2Fe+3CO21602X56800tX800tx=560t2×56x高溫=折合為含鐵96%的生鐵的質(zhì)量為560

5、t÷96%=583t答：1000t可煉出生鐵為583t。練習(xí)：要煉出含雜質(zhì)3%的生鐵2000噸，需要含四氧化三鐵質(zhì)量分?jǐn)?shù)為90%的磁鐵礦石多少？解：鐵的質(zhì)量：2000t×(1-3%)=1940t設(shè)：需要四氧化三鐵的質(zhì)量為XFe3O4+4CO====3Fe+4CO2232168X1940t高溫232xx=2679t1681940t=折合為磁鐵礦石的質(zhì)量為2679t÷90%=2977t答：磁鐵礦石的質(zhì)量為2977t。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(jì)的金屬。金屬礦物的儲(chǔ)量有限，而且不能再生。根據(jù)已探明的一些

6、礦物的儲(chǔ)藏量，并根據(jù)目前這些金屬的消耗速度，有人估計(jì)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(chǔ)量、一些國家的金屬儲(chǔ)備量和金屬的回收利用等）。議一議1、金屬資源短缺對人類社會(huì)發(fā)展意味著什么？2、金屬腐蝕可給我們帶來哪些危害？資料二：據(jù)有關(guān)資料報(bào)道，現(xiàn)在世界上每年因腐蝕而報(bào)廢的金屬設(shè)備和材料相當(dāng)于年產(chǎn)量的20%~40%。二、金屬資源保護(hù)1、金屬的腐蝕和防護(hù)（1）鐵制品銹蝕條件的探究現(xiàn)有潔凈無銹的鐵釘、試管、經(jīng)煮沸迅速冷卻的蒸餾水、植物油、棉花和干燥劑氯化鈣。試設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)以證明鐵制品銹蝕的條件。鐵生銹條件的探究ⅠⅡⅢ一、在試管

7、1中加入少量的蒸餾水，使鐵釘?shù)囊话虢]在水中二、在試管2中注入冷卻的沸水，使其侵沒鐵釘，上面加上植物油并塞緊橡皮塞三、在試管3中加入少量干燥劑（生石灰或無水氯化鈣）再放一團(tuán)干棉球，把鐵釘放在干棉球上，塞緊橡皮塞一周后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一半在水中干燥空氣中鐵生銹條件的探究現(xiàn)象分析結(jié)論試管Ⅰ試管Ⅱ試管Ⅲ生銹不生銹不生銹鐵既與水接觸，又與氧氣接觸鐵只與水接觸鐵只與氧氣接觸在水、氧氣同時(shí)存在的環(huán)境中鐵能生銹。（緩慢氧化

8、，放熱）鐵在空氣中銹蝕，實(shí)際上是鐵跟氧氣、水等物質(zhì)相互作用，發(fā)生一系列復(fù)雜的化學(xué)變化，使鐵轉(zhuǎn)化為鐵的化合物的過程。因此，鐵與空氣接觸，又有水分時(shí)，最易生銹！鐵銹成分復(fù)雜，主要是Fe2O3·XH2O它是一種疏松多孔的物質(zhì)鐵