内容正文:
8.3 金属资源的利用和保护
学习目标
1.知道一些常见的金属(铁)等矿物
2.了解从铁矿石中将铁还原出来的方法。
3.会根据化学方程式对含有含杂质的反应物或生成物进行有关计算。
钢铁制品为什么会生锈呢?
探究铁生锈条件
①
②
③
讨论:铁生锈的条件
实验步骤取三支洁净的试管,编号①②③,分别向其中加入 一个光亮的铁钉,然后 向①号试管中加入经煮沸冷却的蒸馏水至铁钉一半处在水中;
向②号试管中加入同样的蒸馏水至铁钉全部被浸没,植物油密封;
向③号试管加入干燥剂CaCl2,塞紧橡胶塞
①
②
③
铁钉生锈
不生锈
不生锈
氧气
水
氧气、水
铁生锈的条件:与氧气 、水同时接触
铁
在空气中锈蚀,实际上是铁跟氧气、水等物质相互作用,发生一系列复杂的化学变化,使铁转化为铁的化合物的过程。
因此,铁与空气接触,又有水分时,最易生锈!
铁锈成分复杂,主要是Fe2O3·XH2O它是一种疏松多孔的物质
铁锈
铁锈这种多孔性的物质,能让水分和空气穿过它的空隙,不断向里层渗透,继续跟铁反应,直至铁被完全锈蚀。
氧化铁与铝壶表面的氧化铝膜性质比较
铁锈
(Fe2O3) 氧化铝
(Al2O3)
结构特点
若不除去结果
疏松多孔
完全锈蚀
致密结实
使铝“自我保护”
铁
与空气(氧气)接触
与水接触
在水、氧气同时存在的环境中铁能锈蚀
铁锈的主要成分是Fe2O3 · xH2O
小结:
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。因为铁锈疏松多孔的,不仅不能阻止钢铁制品与空气和水的接触,还会把空气和水分包在钢铁制品的表面,进而加速了钢铁的锈蚀,因此当钢铁表面生锈时,要及时除锈。
思考:铁以及其它金属制品锈蚀需要条件,要有能够发生反应的物质,反应物要能相互接触,生成物不会对反应起阻碍作用,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。
铁制品的防护措施
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
通过对铁制品锈蚀条件的探究,你对防止铁制品锈蚀有什么建议?
防止铁制品生锈的具体方法为:
生锈条件 措施 具体方法
水
氧气
不锈钢不生锈是由于不锈钢表面生成了一层钝化的、致密的富铬氧化物保护表面,防止进一步再氧化,这种氧化层极薄,透过它可以看到钢表面的自然光泽,使不锈钢具有独特的表面。如果铬薄膜一旦破坏,钢中的铬与大气中的氧发生化学反应可迅速地重新形成钝化膜,继续起保护作用。
隔绝水
隔绝氧气
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,制成合金钢,如不锈钢等。
越王勾践剑(约公元前500年前)
越王勾践剑,春秋晚期越国青铜器,国家一级文物,1965年冬天出土于湖北省荆州市江陵县望山楚墓群中。因剑身上被镀上了一层含铬的金属而千年不锈。
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
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%
金属资源的保护
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%以上的铁的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。
你知道吗?
保护金属资源的有效途径是:
1.防止金属腐蚀
2.回收利用废旧金属
3.合理有效的开采矿物
4.寻找金属的代用品
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
1. 铁锈的主要成分是( )
A.氧化铁 B.四氧化三铁 C.硫酸亚铁 D.氧化亚铁
2. 在下列条件下,铁最容易生锈的是( )
A.有氧气存在 B.有水存在 C.在潮湿空气中 D.表面有油污
[小试牛刀]
A
C
3. 如图1:在一试管中放有一根铁钉,使其一半在液面以上,一半在液面以下,然后置于空气中,则铁钉最容易生锈的部位是( )