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6.2,,6.2金属矿物与冶炼,一、金属在自然界的存在,游离态（单质）,化合态（化合物）,Ag,Pt,Au,Fe,Cu,Na等绝大多数金属,二、金属矿物,孔雀石,铝土矿,黄铜矿,自然界以单质形式存在的银,自然界以单质形式存在的金,三、炼铁的基本原理,现象红棕色的Fe2O3变黑，同时产生使石灰水变浑浊的气体。,基本原理,氧化反应得到氧的反应,还原反应失去氧的反应,,H2C,练习请写出H2和C还原Fe2O3的化学方程式,具有还原性的物质CO,H2、C、CO化学性质的比较,,,,,,,,,,,,,,,,,点燃,点燃,点燃,,,点燃,高温,H2和C还原CuO实验比较,实验装置图,原料,铁矿石赤铁矿、焦炭、石灰石、空气,四、铁的冶炼,1.炼铁,设备,高炉,,,过量空气,,焦炭,,焦炭,,高温,高温,,,赤铁矿,高温,CO2,CO,Fe,反应过程,涉及反应化学方程式,产品,生铁（含碳量2-4.3）,合金,2.炼钢,,,氧气,,高温,钢,生铁,钢（含碳量0.03-2）,,生铁和钢的区别,中国古代冶炼图,转炉炼钢,为纪念1996年中国钢产量突破1亿吨而发行的邮票,越活泼的金属,越容易与其他物质形成化合物,也就越难从化合物中还原出金属单质.越不活泼的金属,越不容易与其他物质形成化合物,也就越容易从化合物中还原出金属单质.,金属活动性顺序KCaNaMgAlZnFeSnPbHCuHgAgPtAu,金属活动性由强渐弱,1.活泼金属如KCaNaMgAI电解法2Al2O34Al3O22.一般金属如ZnFeSnPbCu热还原法Fe2O33CO2Fe3CO3.较稳定金属如HgAg直接加热法2HgO2HgO24.稳定金属如PtAu直接以单质形式存在,,通电,高温,,,,,,加热,五、冶炼金属的常用方法,金属活动性顺序KCaNaMgAl‖ZnFeSnPbHCu‖HgAg‖PtAu,电解法,热还原法,直接加热法,例1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,注意带入化学方程式计算的数据应是纯净物的质量,1000t807096583.3t,赤铁矿石氧化铁铁生铁,下课啦,6.3珍惜和保护金属资源,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藏量，并根据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）。,一、金属资源的消耗,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2040。,生活中许多设施都是用铁制成，如,但这些设施普遍受到腐蚀的影响。,二、铁生锈条件的探究,药品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、稀盐酸、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。,没有生锈,产生锈蚀,经煮沸的蒸馏水,铁钉,棉花,无水氯化钙（干燥剂）,蒸馏水,稀盐酸,油层,,1234,,,,,没有水,没有空气,水和空气同时存在,铁生锈的必要条件探究,没有生锈,产生锈蚀,,,,没有水,水和空气同时存在,没有空气,铁生锈的必要条件探究结论,铁的腐蚀称为生锈，生锈后的产物称为铁锈。其化学反应过程是相当复杂，但结果非常简单。,铁锈结构疏松多孔，吸收水分，加速铁制品的生锈,,因此，铁与空气接触，又有水分时，最易生锈,氧化铁与铝壶表面的氧化铝膜性质比较,疏松多孔,完全锈蚀,致密结实,使铝“自我保护”,三、怎样防止铁生锈,加上保护层,1.加上油漆、搪瓷、塑胶层或油脂,加上油漆、搪瓷、塑胶层或油脂来防锈,2.镀上其他金属,如镀锡、锌、铜、镍、铬等,「罐头」是由镀锡铁制成。,镀铬的浴室水笼头。,3.使用合金,用不锈钢制造的器具,4.牺牲性保护,由镀锌铁制造的水桶,把铁与一较活泼的金属相连接，牺牲活波金属，从而防锈。,牺牲性保护防锈法,金属防腐蚀的方法,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）、通过化学反应使表面形成致密的氧化物薄膜等改变金属的内部结构制成合金，如不锈钢改善腐蚀环境等等保持铁制品表面干燥和洁净,（1隔绝空气或氧气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,讨论,2、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,讨论,3、对于金属资源除了采取防止金属腐蚀的措施外，还可以通过什么途径来使金属资源得到保护呢废品收购站为什么要收购废铁、废铜、和易拉罐等金属,,回收和利用废旧金属,四、金属资源保护,讨论,废弃金属的回收有什么意义,可节约金属资源由于金属冶炼需在高温下进行，回收废弃金属并再利用可节约能源降低金属制品的生产成本，可方便人们得到物美价廉的金属制品可减少金属对环境的污染,如何保护金属资源,（1）防止金属腐蚀,（1）合理开采矿物,（2）寻找金属的代用品,从资源的采集和开采方面,从保护金属材料和制品方面,（3）回收和利用废旧金属,下课啦,
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