課題3金屬資源的利用和保護AlXCu現象開始時幾乎無氣泡產生產生氣泡速度慢無氣泡產生一段時間后產生氣泡速度快產生氣泡速度慢無氣泡產生【分析與結論】(1)實驗開始時，鋁表面幾乎無氣泡產生的原因是______________________。(2)銅表面始終無氣泡產生的原因是______________。(3)三種金屬的活動性由強到弱的順序是___________。鋁表面有一層氧化鋁薄膜

1、某校同學以“比較Al、X、Cu三種金屬的活動性”為課題進行實驗探究。【所用藥品】溶質質量分數相同的稀鹽酸，大小形狀都相同的Al、X、Cu三種金屬。【實驗記錄】銅不能與稀鹽酸發生反應

Al>X>Cu

人類生活離不開金屬金屬有廣泛的用途，對于人類社會起著不可替代的作用!軍事與科技也需要大量的金屬一.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，極少數不活潑的金屬（如金、銀等）有單質形式存在；圖5—2地殼中金屬的百分含量

含有礦物的巖石稱為礦石。鐵礦石等都是常見的礦石

其余大多數以化合物的形式存在。金屬化合物在自然界中以礦物的形式存在。元素名稱質量分數/％元素名稱質量分數/％鋁7.73鎂2.00鐵4.75鋅0.008鈣3.45銅0.007鈉2.74銀0.00001鉀2.47金0.0000005赤鐵礦黃鐵礦FeS2菱鐵礦FeCO3鋁士礦黃銅礦輝銅礦Fe2O3常見幾種金屬礦物的成分

孔雀石Cu2(OH)2CO3赤銅礦

Cu2O磁鐵礦（主要成分Fe3O4）罕見的銅礦石毛赤銅礦(Cu2O)

我國是世界上已知礦物種類比較齊全的少數國家這一，礦物儲量也很豐富，其中鎢、鉬、鈦、錫、銻等儲量居世界前列，銅、鋁、錳等儲量在世界觀上也占有重要志地位。

大自然向人類提供了豐富的金屬礦物資源，人類每年要提煉數以億噸計的金屬用于工農業生產和其它領域。其中，提取量最大的是鐵。二.鐵的冶煉為紀念1996年中國鋼產產量突破1億噸而發行的郵票上海寶山鋼鐵公司煉鐵高爐現象：紅色粉末變成黑色，澄清的石灰水變渾濁。點燃尾氣有藍色火焰一氧化碳還原氧化鐵實驗室相關的化學方程式：Fe2O3+3CO2Fe+3CO2CO2+Ca(OH)2CaCO3

↓+H2O2CO+O22CO2點燃高溫用酒精燈點燃尾氣的作用是防止一氧化碳污染空氣實驗步驟：1、檢查裝置氣密性2、將適量的氧化鐵裝入試管并固定裝置3、點燃右邊酒精燈4、通入一氧化碳氣體5、點燃酒精噴燈給氧化鐵加熱6、待硬質玻璃管內紅色物質完全變為黑色時停止加熱7、待玻璃管內固體冷卻后停止通入一氧化碳，然后熄滅右邊酒精燈實驗前要先通CO將玻璃管中的空氣排盡再加熱，防止加熱時CO與空氣混合發生爆炸；實驗完畢后，停止加熱時要繼續通CO至玻璃管內固體冷卻，防止高溫下的生成物鐵與空氣接觸而被氧化，同時還可防止石灰水倒吸。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、設備：高爐化學方程式：70%48.27%46.67%72.41%含鐵量高爐是個豎直的圓筒形爐子，爐殼用鋼板制成，內部用耐火磚作襯里。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）從鐵礦石里把鐵還原出來

工業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：煉鐵時各物質的作用：石灰石：把雜質轉化為爐渣焦炭：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，優點是氣體還原劑具有流動性，能與礦石充分接觸，使反應更徹底。煉鋼和煉鐵的比較生鐵冶煉煉鋼原料鐵礦石、焦炭、空氣、石灰石

生鐵、廢鋼原理在高溫下，用一氧化碳從鐵的氧化物中將鐵還原出來。Fe2O3+3CO2Fe+3CO2用氧氣或鐵的氧化物除去生鐵中多余的碳元素主要設備高爐轉爐、平爐、電爐產品生鐵鋼高溫例1000t含氧化鐵80%的赤鐵礦石，理論上可煉出含鐵96%的生鐵的質量是多少？解：氧化鐵的質量：1000t×80%=800t設：理論上可煉出鐵的質量為XFe2O3+3CO2Fe+3CO2高溫160112800tX160X112800tX=560t折合為含鐵96%的生鐵的質量為560t÷96%=583t答：1000t可煉出生鐵為583t。160X=112×800t含雜質的物質的化學方程式的計算：列比例時，一定要用純量。不純物質、純物質、純度之間的關系：m(純)=m(不純)×純度m(不純)=m(純)÷純度例3：用1000t含氧化鐵80%的赤鐵礦石，理論上可以煉出含鐵96%的生鐵多少噸？注意：帶入化學方程式計算的數據應是純凈物的質量赤鐵礦石—氧化鐵—鐵—生鐵1000t×80%×70%÷96%=583.3t生鐵的質量：練習：要煉出含雜質2%的生鐵3200噸，需要含氧化鐵質量分數為80%的赤鐵礦石多少噸？生鐵—鐵—氧化鐵—赤鐵礦石3200t×（1-2%）÷70%÷80%=4571.5t赤鐵礦石:練習：要煉出含雜質3%的生鐵2000噸，需要含四氧化三鐵90%的磁鐵礦石的質量是多少？Fe3O4+4CO3Fe+4CO2高溫解：需要含Fe3O490%的磁鐵礦石的質量為X2323×56X·90％2000t×(1-3%)

2323×56X·90％2000t×(1-3%)X=2977t答：磁鐵礦石的質量為2977t。作業：P223、41、為避免一氧化碳污染空氣，并回收利用一氧化碳，方框中連接的是C和D，導管接口的連接順序a→

→

→

。C裝置中NaOH的作用是

。2、實驗開始時，應

(填“先加熱再通CO”或“先通CO再加熱”)，目的是

。3、實驗進行一段時間后，玻璃管A中出現的現象為

，反應方程式為

。4、除CO外，還有哪些物質可以還原Fe2O3

(請寫一物質的化學式)。某化學興趣小組用一氧化碳與氧化鐵的反應來探究煉鐵的原理，裝置如下圖所示。請回答有關問題：訂正作業（教師介紹）dbe除去殘余的二氧化碳

先通一氧化碳再加熱

趕盡玻璃管內的空氣，防止加熱爆炸

Fe2O3+3CO2Fe+3CO2高溫C或H2

固體由紅棕色變成黑色

據有關資料報導，現在全世界每年被腐蝕而報廢的金屬設備和材料相當于年產量的20%——40%鋼鐵的最大的弱點就是容易生繡三.金屬資源保護1.金屬的腐蝕和防護鐵軌的銹蝕鐵釘的生銹各種鐵制品的銹蝕

為了減少損失，需要探究金屬銹蝕的原因、防護的方法和廢金屬的回收利用金屬銹蝕給人類帶來了巨大的損失。全浸在水中干燥空氣中一半在水中食鹽水中稀H2SO4中實驗：探究鐵生銹的條件

一周后鐵釘沾了酸液:鐵釘嚴重銹蝕鐵釘浸沒一半的在食鹽水中：浸沒在食鹽水中的鐵釘幾乎全部生銹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稀H2SO4中一半在水中食鹽水中干燥空氣中1．鐵生銹是鐵與氧氣、水等物質相互作用。（緩慢氧化,放熱）2.在有酸性和鹽條件下會加快生銹速率3．鐵銹（混合物）的主要成分是氧化鐵Fe2O3,紅棕色.結論:鐵在空氣中銹蝕，實際上是鐵跟氧氣、水等物質相互作用，發生一系列復雜的化學變化，使鐵轉化為鐵的化合物的過程。因此，鐵與空氣接觸，又有水分時，最易生銹！鐵銹成分復雜，主要是Fe2O3·XH2O它是一種疏松多孔的物質鐵銹

鐵銹這種多孔性的物質，能讓水分和空氣穿過它的空隙，不斷向里層滲透，繼續跟鐵反應，直至鐵被完全銹蝕。氧化鐵與鋁壺表面的氧化鋁膜性質比較

鐵銹

(Ｆe2Ｏ3)氧化鋁

(Al2O3)結構特點若不除去結果疏松多孔完全銹蝕致密結實使鋁“自我保護”鐵鐵銹與空氣（氧氣）接觸與水接觸——a.在干燥空氣中b.浸沒在水中c.半截浸沒在水中鐵的生銹過程哪種條件下,鐵最易生銹?為什么?不生銹(有水無O2)

不生銹(有O2無水)在水與空氣的交界面最易生銹————植物油abc請思考：用橡皮塞塞緊管口(有水和Ｏ2)金屬銹蝕給人類帶來了巨大的損失。為了減少損失，需要探究金屬銹蝕的原因、防護的方法和廢金屬的回收利用.

1、金屬的腐蝕和防護活動與探究（鐵生銹條件的探究）①②③條件現象分析①②③水、氧氣水氧氣生銹不生銹不生銹①②可得鐵生銹與氧氣有關①③可得鐵生銹與水有關結論：在水、氧氣同時存在的環境中鐵能生銹。（緩慢氧化，放熱）問題：鋁的化學性質比鐵活潑為什么不生銹呢？鐵生銹的條件：與氧氣（或空氣）接觸與水接觸其它影響因素：溫度、鹽等思考：根據銅綠的化學式Cu2(OH)2CO3分析銅生銹的條件又是什么？與氧氣、水和二氧化碳接觸實驗：探究鐵生銹的條件想一想閱讀教材P19頁，回答下列問題：1、試管Ⅱ中為什么要用煮沸過的蒸餾水，且要加入植物油？

2、鋁與氧氣反應生成的氧化鋁能起到保護里層鋁的作用。鐵銹是否也能保護里層的鐵呢？

3、你能否根據鐵生銹的條件提出防止鐵制品生銹的原理嗎？是為了防止蒸餾水中溶有氧氣。不能，因為鐵銹是疏松的。4.

加快鐵生銹速率的情況酸性污染物的存在

(酸雨)加快生銹速度離子化合物的存在

(氯化鈉)高溫

(加快化學反應速度)較不活潑金屬接觸（置換反應)經刮擦或凹凸扭曲表面(增加接觸面)氧氣水生銹5.

怎樣防止鐵生銹加上保護層(1)加上油漆、塑膠層或油脂鐵油漆氧氣和水不能與鐵接觸，所以鐵不會生銹油漆剝落后油漆氧氣和水與鐵接觸，導致鐵生銹(2)

鍍上其他金屬,如鍍錫或鉻等「罐頭」是由鍍錫鐵制成。鍍鉻的浴室水籠頭。(3)犧牲性保護由鍍鋅鐵制造的水桶。把鐵與一較活潑的金屬相連接，因而防止鐵生成Fe2+(aq)離子，從而防銹。破損部位鋅表層氧與鋅反應，鐵不會腐蝕鐵鋅塊(4)使用鐵合金用不銹鋼制造的器具金屬防腐蝕的方法：改變金屬的內部結構制成合金，如不銹鋼形成保護層刷油漆、涂油、燒制搪瓷（物理方法）電鍍上一層耐腐蝕的金屬（鍍鉻、鋅、錫）、通過化學反應使表面形成致密的氧化物薄膜等改善腐蝕環境等等保持鐵制品表面干燥和潔凈（1)隔絕空氣或氧氣(2)隔絕水①保持鋼鐵表面的清潔干燥。②鍍金屬保護層：如鍍錫、鍍鋅、鍍鉻等；白鐵皮鍍鋅，馬口鐵鍍錫，鋼圈鍍鉻、鎳。③涂非金屬保護層：如噴涂油漆、涂防銹油、在臉盆、杯子表面燒涂搪瓷、用橡膠或塑料包在鋼鐵表面。④形成氧化膜保護層：槍套上形成四氧化三鐵、鋸條上的烤藍。⑤在鋼鐵里加入金屬或非金屬形成耐腐蝕合金：如不銹鋼（加Cr、Ni）防止鐵銹蝕的主要措施：鋁與氧氣反應生成的致密的氧化鋁薄膜，能覆蓋在鋁表面，從而保護里層的鋁不再與氧氣反應；而鐵與氧氣、水等反應生成的鐵銹[Fe2O3·H2O]卻很疏松，不能阻礙里層的鐵繼續與氧氣、水等反應，因此鐵制品可以全部銹蝕。結論：金屬銹蝕的條件：①要有能夠發生反應的物質，②反應物要能相互接觸，③生成物不會對反應起阻礙作用等。請同學們根據燃燒條件和滅火的方法結合鐵生銹的條件，說出防止鐵生銹的方法。（1)隔絕空氣或氧氣(2)隔絕水討論：自行車的構件如支架、鏈條、鋼圈等，分別采取了什么防銹措施？刷油漆涂油鍍鉻1、改變金屬的內部結制成合金，如不銹鋼2、形成保護層刷油漆、涂油、燒制搪瓷（物理方法）電鍍上一層耐腐蝕的金屬（鍍鉻、鋅、錫）、通過化學反應使表面形成致密的氧化物薄膜等3、改善腐蝕環境等等保持鐵制品表面干燥和潔凈對防止鐵制品銹蝕的建議：2、金屬資源保護保護金屬資源的主要途徑：1、防止金屬的腐蝕2、金屬的回收和利用3、有計劃合理地開采礦物4、尋找金屬代用品學完本課題你應該知道：P21學生練習：1、根據銅綠的化學式Cu2(OH)2CO3分析銅生銹的條件又是什么？與氧氣、水和二氧化碳接觸5、物盡其用2、通過實驗回答，鐵釘在下列哪些情況下容易生銹？（1）在干燥的空氣中（2）在潮濕的空氣中（3）部分浸入食鹽水中（4）浸沒在植物油中3、如圖所示實驗，裝置中出現的現象是（）A、鐵絲不變化B、鐵絲逐漸消失C、試管中的液面不變化D、試管中的液面上升D4、下列關于金屬資源的說法，不正確的是（）A