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化学:8.3《金属的利用和保护》课件(1)(人教版九年级下)


人类生活离不开金属

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(如金、银等)以单质形式存在;

金属元素在地壳中的含量
元素名称 质量分数/% 元素名称 质量分数/%

铝(Al) 铁(Fe) 钙(Ca)

7.73 4.75 3.45

镁(Mg) 锌(Zn) 铜(Cu)

2.00 0.008 0.007

钠(Na)
钾(K )

2.74
2.47

银(Ag)
金(Au)

0.00001
0.0000005

矿石:工业上把能用来提炼金属的矿物叫矿石。

赤铁矿

Fe2O
3

黄铁矿FeS2

菱铁矿 FeCO3

铝 士 矿 赤铜矿 Cu2O

孔雀石 Cu2(OH)2CO3

一.铁的冶炼

(实验室)

一氧化碳还原氧化铁

现象:红色粉末变
成黑色,澄清的石 灰水变浑浊。

相关的化学方程式:
Fe2O3 + 3CO
点燃 高温

点燃尾气有蓝色火 焰 2Fe + 3CO2 CaCO3 ↓+ H2O

CO2 + Ca(OH)2 2CO + O2 2CO2

一.铁的冶炼

(工业上)

含铁量
70% 48.27% 72.41%

1、原料:
石灰石、铁矿石 焦炭、空气 2、原理:

赤铁矿 Fe2O3 菱铁矿 FeCO3 磁铁矿 Fe3O4 黄铁矿 FeS2

46.67%

在高温下,利用焦炭与氧气反应生成的一氧化碳把铁 从铁矿石中还原出来 化学方程式: Fe2O3+3CO 3、设备:高炉
高温 2Fe+3CO
2

高炉炼铁图:

焦炭

铁矿石

石灰石

热空气 生铁 出口

炉 渣 出 口

有关杂质问题的计算
例 1000t含氧化铁80%的赤铁矿石,理论上可炼出纯铁的 质量是多少?

解:氧化铁的质量: 1000t× 80% =800t
设:理论上可炼出铁的质量为X Fe2O3+3CO
160
800t

==== 2Fe+3CO2
2X56
X

高温

160

2×56

x=560t

800t

=

x

答:1000t可炼出生铁为583t。

变式: 1000t含氧化铁80%的赤铁矿石,理论上可炼出 含铁 96%的生铁的质量是多少?

解:氧化铁的质量: 1000t× 80% =800t
设:理论上可炼出铁的质量为X.

Fe2O3+3CO
160
800t

==== 2Fe+3CO2 高温
2X56
X

160 800t

2×56

x=560t

折合为含铁96%的生铁的质量为 560t÷96%=583t 答:1000t可炼出生铁为583t。

=

x

练习:
要炼出含杂质3%的生铁2000吨,需要含四氧化 三铁质量分数为90%的磁铁矿石多少? 解:铁的质量: 2000t×(1-3%) =1940t 设:可炼出四氧化三铁的质量为X Fe3O4+4CO
232
X
高温

==== 3Fe+4CO2
168
1940t

232 168

=

x 1940t

x=2679t

折合为磁铁矿石的质量为 2679t÷90%=2977t

答:磁铁矿石的质量为2977t。

二.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

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,塞紧橡皮塞

一周后
一半在水中 全浸在水中 干燥空气中

铁钉浸没一半在水中: 铁在空气、水的界面处生锈

铁钉完全浸没在水中(上面还加植物油): 铁未生锈
铁钉放在干燥的空气中(加干燥剂等): 铁未生锈

铁生锈条件的探究
现象 分析 结论

试管Ⅰ

生锈

铁既与水接触, 在水、氧气 又与氧气接触 同时存在的 铁只与水接触
环境中铁能 生锈。(缓
慢氧化,放热)

试管Ⅱ

不生锈

试管Ⅲ

不生锈

铁只与氧气接触

与空气(氧气)接触

与水接触

氧化铁与铝壶表面的氧化铝膜性质比较 铁锈 氧化铝

(Fe2O3)
结构特点 疏松多孔 完全锈蚀

(Al2O3)
致密结实 使铝“自我保 护”

若不除去的结果

怎么防止钢铁生锈呢?

在 车 船 的 表 面 喷 油 漆

制成合金

在机械表面涂防锈油

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。 镀铜 如:在钢铁表面镀 锌、和镀铬

金属防腐蚀的方法:
原理:(1)隔绝空气或氧气
a:改变金属的内部结构

(2)隔绝水



制成合金,如不锈钢

b:形成保护层

– 刷油漆、涂油、烧制搪瓷(物理方法)
– 电镀上一层耐腐蚀的金属(镀铬、锌、锡)、 c:改善腐蚀环境等 – 保持铁制品表面干燥和洁净

? 自行车的构件如支架、链条、钢圈等, 分别采取了什么防锈措施? 刷油漆 镀铬 涂油

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

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