課本內(nèi)容
《鋼鐵的銹蝕與防護(hù)（一）》
    地球上的金屬資源廣泛地存在于地殼和浩瀚的海洋中，除少數(shù)很不活潑的金屬如金、銀等有單質(zhì)形式存在外、其余都以化合物形式存在。
    工業(yè)上把能用來(lái)提煉金屬的礦物叫做礦石。常見(jiàn)的礦石有赤鐵礦、黃鐵礦、菱鐵礦、鋁土礦、黃銅礦和輝銅礦。
    我國(guó)是世界上已知礦物種類(lèi)比較齊全的少數(shù)國(guó)家之一，礦物儲(chǔ)量也很豐富，1其中鎢、鋁、錳等儲(chǔ)量在世界上也占有重要地位。
    大自然向人類(lèi)提供了豐富的金屬礦物資源，人類(lèi)每年要提取數(shù)以億噸的金屬用于工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和其他領(lǐng)域。其中，提取量最大的是鐵。
    一、鐵的冶煉
    早在春秋戰(zhàn)國(guó)時(shí)期，我國(guó)就開(kāi)始生產(chǎn)和使用鐵器，從公元1世紀(jì)起，鐵便成了一種最主要的金屬材料。
    煉鐵的原理是利用一氧化碳與氧化鐵的反應(yīng)。在實(shí)驗(yàn)室里，可以利用如圖所示的裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)中玻璃管里的粉末由紅色逐漸變黑，這種黑色的粉末就是被還原出來(lái)的鐵；試管里澄清的石灰水變渾濁，證明有二氧化碳生成。
    氧化鐵在加熱時(shí)能被一氧化碳還原成鐵，同時(shí)生成二氧化碳。
             高溫
    Fe₂O₃+3CO===2Fe+3CO₂
    鐵礦石冶煉成鐵是一個(gè)復(fù)雜的過(guò)程，把鐵礦石和焦炭、石灰石一起加入高爐，在高溫下，利用焦炭與氧氣反應(yīng)生成的一氧化碳把鐵從鐵礦石里還原出來(lái)。
    在實(shí)際生產(chǎn)時(shí)，所用的原料或產(chǎn)物一般都含有雜質(zhì)，在計(jì)算用料和產(chǎn)量時(shí)，應(yīng)考慮到雜質(zhì)問(wèn)題。
    【例題】用1 000 t含氧化鐵80%的赤鐵礦石，理論上可以煉出含鐵96%的生鐵的質(zhì)量是多少？
    【解】1 000 t 赤鐵礦石中含氧化鐵的質(zhì)量為
       100 t×80%=800 t
     設(shè)：800t氧化鐵理論上可以煉出鐵的質(zhì)量為x。
                高溫
       Fe₂O₃+3CO===2Fe+3CO₂
        160        2×56
        800t         x
             160/2x₅₆=800t/x
              x=2x₅₆x800t/160
               =500t
        折合為含鐵96%的生鐵的質(zhì)量為
             560t÷90%=58.3t
      答：1000t含氧化鐵80%的赤鐵礦石，理論上可煉出含鐵96%的圣體人583t。
二、金屬資源保護(hù)
    一方面，我們每年要向自然界索取大量的金屬礦物資源，以提取數(shù)以億噸的金屬，另一方面，據(jù)有關(guān)資料報(bào)導(dǎo)，現(xiàn)在世界上每年因腐蝕而報(bào)廢的金屬設(shè)備和材料性黨羽年產(chǎn)量的20%~40%。這是多么驚人的數(shù)字呀！防止金屬腐蝕已成為科學(xué)研究和技術(shù)領(lǐng)域中的重大問(wèn)題。
    鐵制品銹蝕的過(guò)程，實(shí)際上是鐵與空氣中的氧氣、水蒸氣等發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的過(guò)程。鐵制品銹蝕需要條件，例如，要有能夠發(fā)生反應(yīng)的物質(zhì)，反應(yīng)物要能相互接觸，生成物不會(huì)對(duì)反應(yīng)起阻礙作用，等等。鋁與氧氣反應(yīng)生成的致密的氧化鋁薄膜，能覆蓋在鋁表面，從而保護(hù)里層的鋁不再與氧氣反應(yīng)；而鐵與氧氣、水等反應(yīng)生成的鐵銹（主要成分是Fe₂O₃+xH₂O）卻很疏松，不能阻礙里層的鐵繼續(xù)與氧氣、水等反應(yīng)，因此鐵制品可以全部銹蝕。
    了解了鐵制品銹蝕的條件，就能知道如何防止鐵制品銹蝕的方法。因此如果破壞鐵制品銹蝕的條件，就能防止鐵制品銹蝕。
    礦物的儲(chǔ)量有限，而且不能再生。根據(jù)已探明的一些礦物的儲(chǔ)藏量，并根據(jù)目前這些金屬的消耗速度，有人估計(jì)一些礦物可供開(kāi)采的年限（不包括今后新探明的礦物儲(chǔ)量，一些國(guó)家的金屬儲(chǔ)備量和金屬的回收利用等）.
    怎樣保護(hù)金屬資源呢？
    除了前面討論的應(yīng)防止金屬的腐蝕外，保護(hù)金屬資源的另一條有效途徑是金屬的回收利用。據(jù)估算，回收一個(gè)鋁制飲料罐比制造一個(gè)新飲料罐要便宜20%，而且還可節(jié)約金屬資源和95%的能源。目前世界上已有50%以上的鐵和90%以上的金得到了回收利用。
    廢舊金屬的回收利用還可以減少對(duì)環(huán)境的污染。例如，廢舊電池中含有汞燈，如果將廢舊電池隨意丟棄，汞等滲出會(huì)造成地下水和土壤的污染，威脅人類(lèi)健康。如果
將汞等回收利用，不僅可以節(jié)約金屬資源，而且還可以減少對(duì)環(huán)境的污染，這是一舉兩得的好事。
    保護(hù)金屬資源的第三條有效途徑是應(yīng)有計(jì)劃，合理地開(kāi)采礦物，嚴(yán)禁不顧國(guó)家利益的亂采礦。其他的途徑還有尋找金屬的代用品等。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，新材料層出不窮。例如，已經(jīng)能用塑料來(lái)代替鋼和其他合金制造管道、齒輪和汽車(chē)外殼等。