金属资源的利用和保护第八单元金属和金属材料自然界以单质形式存在的银自然界以单质形式存在的金赤铁矿(主要成分是Fe2O3)黄铁矿(主要成分是FeS2)菱铁矿(主要成分是FeCO3)常见的矿石铝土矿(主要成分是Al2O3)黄铜矿(主要成分是CuFeS2)辉铜矿(主要成分是Cu2S)2.原理：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。一、铁的冶炼1.原料：3.设备高炉实验室模拟冶炼铁的实验红色粉末变为灰黑色粉末，澄清石灰水变浑浊CO将红色Fe2O3粉末还原生成灰黑色铁固体,并产生CO2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?【解】1000t赤铁矿石含氧化铁的质量为：1000t×80%=800t设800t氧化铁理论上可以炼出铁的质量为x。Fe2O3+3CO2Fe+3CO21602×56800txx=560t折合为含铁96%的生铁质量为:560t÷96%=583t答:1000t含氧化铁80%的赤铁矿石，理论上可炼出含铁96%的生铁583t。二、金属资源保护资料一：人类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。金属矿物的储量有限，而且不能再生。根据已探明的一些矿物的储量以及目前这些金属的消耗速度，有人估计一些矿物可供开采的年限如下图所示(不包括今后新探明的矿物储量、一些国家的金属储备量和金属的回收利用等)。资料二：据有关资料报道，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%。1.金属资源短缺对人类社会发展意味着什么？2.金属腐蚀会给我们带来哪些危害？1.金属的腐蚀和防护(1)铁制品锈蚀条件的探究铁生锈条件的探究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。铁既与水接触，又与氧气接触铁只与水接触铁只与氧气接触在水、氧气同时存在的环境中铁能生锈生锈不生锈不生锈回答下列问题：1.试管Ⅱ中为什么要用煮沸过的蒸馏水，且要加入植物油？这样做是为了防止蒸馏水中溶有氧气。2.铝与氧气反应生成的氧化铝能起到保护里层铝的作用。铁锈是否也能保护里层的铁呢？不能，因为铁锈是疏松的。3.你能否根据铁生锈的条件提出防止铁制品生锈的原理？破坏铁生锈的条件：①隔绝空气；②隔绝水。4.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：保持铁制品表面干燥和洁净；在铁制品表面涂一层保护膜，如刷油漆，涂油，镀上一层耐磨、耐腐蚀的金属铬，高温灼烧金属，进行“烤蓝”处理等。制成合金钢，如不锈钢。5.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？答：刷漆、涂油、镀铬等。你知道吗？据估算，回收一个铝制饮料罐比制造一个新饮料罐要便宜20%，而且还可节约金属资源和95%的能源。1t废钢铁回炉冶炼可炼成近1t的钢，跟用铁矿石冶炼比，能节约11t煤和铁矿石，减少污染空气的悬浮微粒11kg。目前世界上已有50%以上的铁和90%以上的金得到了回收利用。废旧金属的回收利用还可以减少对环境的污染。例如，废旧电池中含有汞等，如果将废旧电池随意丢弃，汞等渗出会造成地下水和土壤的污染，威胁人类健康。如果将汞等回收利用，不仅可以节约金属资源，而且还可以减少对环境的污染。废弃金属的回收有什么意义？1.可节约金属资源；2.由于金属冶炼需在高温下进行，回收废弃金属并进行再利用可节约能源；3.降低金属制品的生产成本，从而使人们能得到物美价廉的金属制品；4.可减少金属对环境的污染。2.金属资源保护保护金属资源的有效途径：(1)防止金属锈蚀；(2)回收利用废旧金属；(3)合理有效地开采矿物；(4)寻找金属代用品。1.把铁矿石冶炼成铁是一个复杂的过程，其主要反应原理是在高温下，一氧化碳夺取铁矿石里的氧，将铁还原出来：Fe2O3+3CO2Fe+3CO22.在实际生产时，所用的原料或产物一般都含有杂质，在计算用料和产量时，应注意杂质问题。3.铁生锈的主要条件是空气和水(或水蒸气)直接接触，如果隔绝了空气和水，就能在一定程度上防止钢铁生锈。在钢铁表面涂油、刷漆、镀耐磨和耐腐蚀的铬及制造耐腐蚀的合金如不锈钢等，都能防止钢铁生锈。4.保护金属资源的 |
