九年级化学第四单元第3节《钢铁的锈蚀与防护（二）》
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【此视频课程与人教版第八单元课题3的知识点相同，同样适用于鲁教版第3章第3节，敬请放心学习。】 课本内容 《钢铁的锈蚀与防护（二）》 地球上的金属资源广泛地存在于地壳和浩瀚的海洋中，除少数很不活泼的金属如金、银等有单质形式存在外、其余都以化合物形式存在。 工业上把能用来提炼金属的矿物叫做矿石。常见的矿石有赤铁矿、黄铁矿、菱铁矿、铝土矿、黄铜矿和辉铜矿。 我国是世界上已知矿物种类比较齐全的少数国家之一，矿物储量也很丰富，1其中钨、铝、锰等储量在世界上也占有重要地位。 大自然向人类提供了丰富的金属矿物资源，人类每年要提取数以亿吨的金属用于工农业生产和其他领域。其中，提取量最大的是铁。 一、铁的冶炼 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。 炼铁的原理是利用一氧化碳与氧化铁的反应。在实验室里，可以利用如图所示的装置进行实验。实验中玻璃管里的粉末由红色逐渐变黑，这种黑色的粉末就是被还原出来的铁；试管里澄清的石灰水变浑浊，证明有二氧化碳生成。 氧化铁在加热时能被一氧化碳还原成铁，同时生成二氧化碳。 高温 Fe2O3+3CO===2Fe+3CO2 铁矿石冶炼成铁是一个复杂的过程，把铁矿石和焦炭、石灰石一起加入高炉，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里还原出来。 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，应考虑到杂质问题。 【例题】用1 000 t含氧化铁80%的赤铁矿石，理论上可以炼出含铁96%的生铁的质量是多少？ 【解】1 000 t 赤铁矿石中含氧化铁的质量为 100 t×80%=800 t 设：800t氧化铁理论上可以炼出铁的质量为x。 高温 Fe2O3+3CO===2Fe+3CO2 160 2×56 800t x 160/2x56=800t/x x=2x56x800t/160 =500t 折合为含铁96%的生铁的质量为 560t÷90%=58.3t 答：1000t含氧化铁80%的赤铁矿石，理论上可炼出含铁96%的圣体人583t。 二、金属资源保护 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性党羽年产量的20%~40%。这是多么惊人的数字呀！防止金属腐蚀已成为科学研究和技术领域中的重大问题。 铁制品锈蚀的过程，实际上是铁与空气中的氧气、水蒸气等发生化学反应的过程。铁制品锈蚀需要条件，例如，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，等等。铝与氧气反应生成的致密的氧化铝薄膜，能覆盖在铝表面，从而保护里层的铝不再与氧气反应；而铁与氧气、水等反应生成的铁锈（主要成分是Fe2O3+xH2O）却很疏松，不能阻碍里层的铁继续与氧气、水等反应，因此铁制品可以全部锈蚀。 了解了铁制品锈蚀的条件，就能知道如何防止铁制品锈蚀的方法。因此如果破坏铁制品锈蚀的条件，就能防止铁制品锈蚀。 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（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）. 怎样保护金属资源呢？ 除了前面讨论的应防止金属的腐蚀外，保护金属资源的另一条有效途径是金属的回收利用。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。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，废旧电池中含有汞灯，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，这是一举两得的好事。 保护金属资源的第三条有效途径是应有计划，合理地开采矿物，严禁不顾国家利益的乱采矿。其他的途径还有寻找金属的代用品等。随着科学技术的发展，新材料层出不穷。例如，已经能用塑料来代替钢和其他合金制造管道、齿轮和汽车外壳等。
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