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磁铁矿（Fe3O4、含铁72%） 工业炼铁 * 第八单元 金属和金属材料 课题3 金属资源的利用和保护 一、 金属资源概况 金属资源广泛地存在于地壳和海洋中. 除少数很不活泼的金属如金、银等以单质的形式存在外，其余都以化合物的形式存在 1、由前面的学习我们知道，金属元素在地壳中的含量 排在前两位的是_____、_______。 铝 铁 2、铜的使用时间要比铝的早得多，是因为铜元素在地壳中的含量较高吗？ 不是，金属的使用先后时间与金属的活动性有关 赤铁矿 （Fe2O3,含铁70%) 菱铁矿 (FeCO3，含铁48%) 铝土矿 (Al2O3，氧化铝) 黄铜矿 (CuFeS2，30%) 辉铜矿 (Cu2S，硫化亚铜) 二、铁的冶炼 1、早在春秋战国时期，我国就开始生产和使用铁器，从公元1世纪起，铁便成了一种最主要的金属材料。 2、炼铁的设备是？ 视频：一氧化碳还原氧化铁实验 注意事项： （1）先点燃酒精灯 （2）先通CO，再点燃酒精喷灯 （3）实验结束时，先熄灭酒精喷灯，再停止通CO，否则石灰水倒流，使试管炸裂。 (4) 熄灭酒精灯 现象：玻璃管内红棕色粉末变成黑色，试管内澄清的石灰水变浑浊 请写出相关的化学方程式： Fe2O3 + 3CO ==== 2Fe + 3CO2，铁是纯铁，纯净物 CO2+Ca(OH)2===CaCO3 +H2O CO+O2====CO2 高温 点燃 C2H5OH+3O2===2CO2+3H2O 点燃 过量空气 高温 焦炭 高温 赤铁矿 高温 1.原料： 2.原理： 焦炭 CO2 CO 生铁 混合物 铁矿石、焦炭、石灰石、空气 思考： 不用焦炭直接去还原铁矿石的原因是什么？ 因为焦炭为固体和铁矿石接触不充分，CO为气体，和铁矿石接触充分。 Fe2O3 + 3CO ==== 2Fe + 3CO2 高温 不用氢气直接还原氧化铁的原因是什么？ 因为氢气的造价太高且不安全 1、焦炭的作用： （1）提供反应所需的温度 （2）制取还原剂CO 2、石灰石的作用： 将矿石中的二氧化硅转化为炉渣 例：用1000t含氧化铁80%的赤铁矿石，理论上可以炼出含铁96%的生铁多少吨？ 有关杂质问题的计算 解：设：可炼出含铁96%的生铁x。 高温 Fe2O3+3CO==2Fe+3CO2 160 112 1000tX80% 96%X 160 112 1000tX80% == 96%X X=583t 答：理论上可以炼出含铁96%的生铁582吨？ 一方面，我们每年要向自然界索取大 量的金属矿物资源，以提取数以亿吨计的 金属。 另一方面，据有关资料报导，现在 世界上每年因腐蚀而报废的金属设备和材 料相当于年产量的20％～40%。这是多么 惊人的数字呀！ 　金属的腐蚀与保护已成为科学研究和技术 领域中的重大问题。 探究铁制品生锈的过程 现有洁净无锈的铁钉、试管、经煮沸迅速冷却的蒸馏水、植物油、棉花和干燥剂氯化钙。试设计实验以证明铁制品锈蚀的条件。 Ⅰ Ⅱ Ⅲ 蒸馏水 植物油 干燥的空气 A B C 防止蒸馏水中溶有氧气。 铁只与氧气接触 铁钉不生锈 试管Ⅲ 铁只与水接触 试管Ⅱ 在水、氧气同时存在的环境中铁能生锈 铁既与水接触，又与氧气接触 铁钉生锈 试管Ⅰ 结论 分析 现象 铁钉不生锈 三、金属资源保护 （1）铁制品锈蚀条件的探究 1、在水、氧气同时存在的环境中铁能锈蚀 2、在盐溶液中更容易腐蚀 （2）铁制品的防护原理 防止铁生锈的原理 －－就是破坏铁生锈的条件 ①隔绝空气 ②隔绝水 讨论 1、在实际生活和生产中我们应该采取哪些具体方法来防止铁制品生锈呢？ 防止铁制品生锈的具体方法为： 保持铁制品表面洁净和干燥。 在铁制品表面形成一层保护膜如： 刷漆、涂油、镀铬。　 改变铁的组织结构，制成不锈钢。 想一想 请回答下列问题： 铝与氧气反应生成的氧化铝（Al2O3）能起到保护里层铝的作用。铁锈主要成分（Fe2O3 · xH2O）是否也能保护里层的铁呢？ 铁锈很疏松，不能阻碍里层的铁继续与