1、课题3 金属资源的利用和保护,一、金属在自然界的存在形式 1.存在形式:金属资源广泛存在于地壳和海洋中,除少 数很不活泼的金属如金、银等有_形式存在外,其余 都以_的形式存在。,单质,化合物,2.几种常见的金属矿物及其主要成分:,Fe2O3,Fe3O4,Al2O3,【微点拨】 冶炼金属时,选择矿石应遵循的原则是所需提炼金属的含量高;矿石在冶炼过程中对环境的污染小。,二、铁的冶炼 1.冶炼铁的实验装置及实验原理: (1)实验装置。,(2)实验原理(用化学方程式表示): _。 (3)实验现象:玻璃管中,红棕色的氧化铁逐渐变为_, 试管中澄清的石灰水_,右侧导管口有_。,Fe2O3+3CO 2Fe+
2、3CO2,黑色,变浑浊,蓝色火焰,2.工业炼铁: (1)主要设备:_。 (2)原料:_、_、石灰石和空气等。,高炉,铁矿石,焦炭,(3)发生的主要反应。 产生还原剂:C+O2 CO2;CO2+C 2CO。 生成生铁: _。,Fe2O3+3CO 2Fe+3CO2,3.含杂质物质的化学方程式的计算: (1)计算步骤。 先将含杂质的物质质量换算成纯净物质的质量。 将纯净物质的质量代入化学方程式进行计算。,(2)不纯物质、纯物质和纯度之间的关系。 纯物质的质量=_。 不纯物质的质量=_。 纯度= 。,不纯物质的质量纯度,纯物质的质量纯度,三、金属资源保护 1.铁制品锈蚀: (1)条件:与空气中的_和_
3、接触。 (2)铁锈的主要成分:Fe2O3xH2O,结构很疏松,不能阻 碍里层的铁继续被锈蚀。,氧气,水蒸气,2.防止铁制品锈蚀的方法: (1)保持铁制品表面的_。 (2)在铁制品表面覆盖_,如在铁制品表面涂油、 刷漆、电镀等。 (3)改变铁的组成和结构,制成耐腐蚀的_,如不锈 钢。,洁净与干燥,保护层,合金,3.金属资源保护: (1)保护金属资源的原因。 金属矿物的储量有限,而且不能再生。 废旧金属的随意丢弃会污染环境。,(2)保护金属资源的措施。 防止金属_。 _废旧金属。 _地开采矿物。 寻找金属的_。,锈蚀,回收利用,有计划、合理,代用品,考点1 铁的冶炼(一氧化碳还原氧化铁) 1.实验
4、装置:如图所示。,2.发生反应: (1)硬质玻璃管中: 3CO+Fe2O3 2Fe+3CO2; (2)试管中:CO2+Ca(OH)2 CaCO3+H2O; (3)酒精灯处:2CO+O2 2CO2。,3.注意事项: (1)本实验对温度要求较高,应该用酒精喷灯加热,如果用酒精灯需加上网罩。 (2)由于一氧化碳有毒,不能直接排放到空气中,因此必须有尾气处理装置,可直接点燃使其变为无毒的二氧化碳;或者在导气管尾端接气球等将其收集起来。,【延伸探究】 (1)实验开始要先通CO,目的是什么? 提示:实验开始先通CO,是为了排出装置内的空气,以免加热时CO与空气混合,可能会发生爆炸。,(2)实验完毕后继续通
5、入CO直到玻璃管冷却,目的是什么? 提示:实验完毕后继续通入CO直到玻璃管冷却,是为了防止氧化铁被还原成的铁粉在较高温度下被重新氧化。,【典例1】(2017滨州中考)某化学兴趣小组利用如图装置进行实验,探究工业炼铁的化学原理,试按要求填空: 世纪金榜导学号00434026,(1)硬质玻璃管中观察到的现象是 , 写出一氧化碳和氧化铁反应的化学方程式 。,(2)实验中首先通入一氧化碳的目的是 。 (3)装置中导管末端增加一点燃的酒精灯目的是 。,【精讲精析】解答本题应注意以下三点: (1)一氧化碳还原氧化铁的实验中,一氧化碳和氧化铁在高温下反应生成铁和二氧化碳。现象为红色物质变为黑色,澄清石灰水变
6、浑浊。 (2)实验中先通一氧化碳,排净空气后再加热,防止发生爆炸。 (3)最后放一酒精灯,将未反应的一氧化碳处理掉,防止污染环境。,答案:(1)红色物质变为黑色 3CO+Fe2O3 2Fe+3CO2 (2)防止加热时爆炸 (3)处理尾气,防止污染环境,考点2 防止铁生锈常采用的方法 1.干:保持铁制品表面洁净和干燥。 2.膜:在铁制品表面覆盖保护膜,如在车、船的表面喷涂油漆,在机械表面涂油,在杯子表面烧涂搪瓷等。,3.镀:在铁制品表面镀一层其他金属,如在钢铁表面镀锌、镀铬等。 4.烤:用化学方法使铁制品表面形成致密的氧化膜,如锯条上的烤蓝。 5.改:改善金属的本质,添加合金元素,如在铁制品中加
7、入镍制成不锈钢,可以增强耐腐蚀性能。,【典例2】(2017青岛中考)下列防锈措施不合理的是( ) A.钢管存放在干燥的地方 B.用盐水清洗菜刀 C.及时清除铁制品表面的锈渍 D.在铁管表面镀上一层不易锈蚀的金属,【精讲精析】解答本题应注意以下几点: (1)钢管存放在干燥的地方,可隔绝水分。 (2)用盐水清洗菜刀,菜刀易生锈。 (3)及时清除铁制品表面的锈渍,可防止铁制品继续锈蚀。 (4)在铁管表面镀上一层不易锈蚀的金属,可隔绝空气和水分。 答案:B。,【拓展延伸】金属的生锈 许多金属都易生“锈”,但“锈”的结构不同,成分不同。铜在潮湿的空气中也能生“锈”,“铜锈”即铜绿,其主要成分为碱式碳酸铜
8、Cu2(OH)2CO3,是铜与水、氧气、二氧化碳共同作用的结果。金属铝也易生“锈”,但“铝锈”同铁锈、铜锈不同,它是一层致密的氧化铝薄膜,覆盖在金属铝的表面,能防止内部的铝继续与氧气反应,起到自我保护的作用。,核心素养:变化与守恒。物质的变化是有条件的,能从内因、外因等方面较全面地分析物质的化学变化。,【学科素材】中国的高铁建设被誉为中国经济发展的奇迹,频频刷新世界纪录。与普通铁路客车相比,高铁对车体的轻量化、密封性、抗腐蚀性、美观性提出了很高的要求。考虑到降低车体自重和保证车体密封性的有效程度,高铁车体普遍采用铝合金材料。,【思维行动】 (1)“高铁”列车的车身材料与飞机相同,采用轻但坚固的优质铝合金材料。“轻”反映了铝合金材料的_,“坚固”反映了铝合金材料的_。,提示:“轻”反映了铝合金材料的密度小,“坚固”反映了铝合金材料的硬度大。,(2)车身表面喷漆主要是为了防止外壳生锈,其防锈原理是 。,提示:喷漆的目的是隔绝空气和水,以达到防止生锈的目的。,(3)修建高铁需要消耗大量的钢铁,如何保护金属资源 _。,提示:防止金属的锈蚀、回收利用废旧金属、合理有效地开采矿物等都是保护金属资源的措施。,
