金屬礦物的開發(fā)利用

1、 第一節(jié) 第一課時 金屬礦物的開發(fā)利用第四章 化學(xué)與自然資源的開發(fā)利用人類最早發(fā)現(xiàn)和應(yīng)用的金屬分別是：拿破侖 與 鋁碗最貴的金屬最貴的金屬K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb (H) Cu Hg Ag Pt Au能不能利用所學(xué)的知識，想一想這些金屬單質(zhì)我們是怎么得到的？結(jié)合金屬單質(zhì)的發(fā)現(xiàn)時間，思考為什么人類利用這些金屬會存在差異？大約200年前大約2500年前大約4000年前一萬多年前一、金屬在自然界中的存在形式一、金屬在自然界中的存在形式單質(zhì)單質(zhì)游離態(tài)游離態(tài)化合物化合物化合態(tài)化合態(tài)金礦石（Au）孔雀石（Cu2(OH)2CO3 ）二、金屬的冶煉及原理二、金屬的冶煉及原理【想一想想

2、一想】要使金屬礦物轉(zhuǎn)化為金屬單質(zhì)：要使金屬礦物轉(zhuǎn)化為金屬單質(zhì)： 金屬離子是得電子還是失電子？金屬離子是得電子還是失電子？ 得電子的難易與金屬的活潑性有什么關(guān)系？得電子的難易與金屬的活潑性有什么關(guān)系？ 金屬越活潑，其對應(yīng)的離子越難得到電子，冶金屬越活潑，其對應(yīng)的離子越難得到電子，冶煉越困難。煉越困難。 金屬的金屬的冶煉冶煉是指是指把把金屬金屬從從礦石礦石中中提煉提煉出來。出來。Mn+得n個電子M（被還原）三、金屬的冶煉方法三、金屬的冶煉方法(1) 熱分解法：熱分解法： (對一些不活潑的金屬，如：對一些不活潑的金屬，如：Hg、Ag) (2) 電解法：電解法： (對一些非?；顫姷慕饘?，如：對一些非常

3、活潑的金屬，如：Na、Mg、Al)(3) 熱還原法：熱還原法：(一些較活潑的金屬，如：一些較活潑的金屬，如：Fe、Cu)K Ca Na Mg g Al Zn Fe Sn Pb (H) Cu Hg g Ag g Pt Au電解法電解法熱還原法熱還原法熱分解法熱分解法物理方法物理方法金屬活動性逐漸減弱金屬活動性逐漸減弱2.熱還原法常用的還原劑有哪些？ 焦炭、CO、H2 、活潑金屬【想一想想一想】1.1.工業(yè)上電解法制鎂用工業(yè)上電解法制鎂用 MgClMgCl2 2而不用而不用 MgOMgO，電解法制鋁用電解法制鋁用AlAl2 2O O3 3而不用而不用AlClAlCl3 3，為什么？已，為什么？已知

4、熔點知熔點(): MgO (): MgO 28522852、MgClMgCl2 2 718718，AlAl2 2O O3 3 20502050、AlClAlCl3 3 190190。MgO熔點高、耗能大熔點高、耗能大AlCl3共價化合物熔融不導(dǎo)電共價化合物熔融不導(dǎo)電鋁熱反應(yīng)的最大特點是：鋁熱反應(yīng)的最大特點是：鋁熱反應(yīng)的引發(fā)操作是：鋁熱反應(yīng)的引發(fā)操作是：加少量氯酸鉀固體，中間插上鎂條并將其點加少量氯酸鉀固體，中間插上鎂條并將其點燃燃放出大量的熱放出大量的熱鋁熱反應(yīng)鋁熱反應(yīng)鋁熱反應(yīng)的應(yīng)用鋁熱反應(yīng)的應(yīng)用（1）焊接鋼軌）焊接鋼軌 (2)冶煉難熔金屬（如：釩、鉻、錳等）冶煉難熔金屬（如：釩、鉻、錳等）1

5、 1. .下列氧化物不能跟鋁粉組成鋁熱劑的是下列氧化物不能跟鋁粉組成鋁熱劑的是( )( ) A.WOA.WO3 3 B.MnOB.MnO2 2 C.MgO C.MgO D.V D.V2 2O O5 52.2.用鋁熱法從下列金屬氧化物中制取相應(yīng)的金用鋁熱法從下列金屬氧化物中制取相應(yīng)的金屬各屬各1 mol,1 mol,消耗鋁的質(zhì)量最多的是消耗鋁的質(zhì)量最多的是( () ) A.MnOA.MnO2 2 B.WO B.WO3 3 C.CrC.Cr2 2O O3 3 D.FeD.Fe3 3O O4 4BC學(xué)以致用學(xué)以致用1. 火法煉銅火法煉銅2. 濕法煉銅濕法煉銅3. 物理方法物理方法Cu2S+O2 2C

6、u+SO2高溫高溫CuSO4+Fe Cu+FeSO4 其它方法簡介其它方法簡介請用雙線橋法表示該反應(yīng)請用雙線橋法表示該反應(yīng)的電子轉(zhuǎn)移情況的電子轉(zhuǎn)移情況課后作業(yè)： 查找資料，為我們當(dāng)?shù)鼗蛭覀儑医饘儋Y源的可持續(xù)發(fā)展獻言獻策。礦產(chǎn)資源現(xiàn)狀開采技術(shù)及現(xiàn)狀使用和回收情況對環(huán)境的影響四、金屬資源的可持續(xù)發(fā)展當(dāng)堂檢測當(dāng)堂檢測1 1. . 金屬冶煉的目的是（金屬冶煉的目的是（ ） A A. . 把金屬化合物還原為金屬單質(zhì)把金屬化合物還原為金屬單質(zhì) B B. . 除去金屬中的雜質(zhì)除去金屬中的雜質(zhì) C C. . 把金屬單質(zhì)變?yōu)檠趸锇呀饘賳钨|(zhì)變?yōu)檠趸?D D. . 把電能轉(zhuǎn)變?yōu)榛瘜W(xué)能把電能轉(zhuǎn)變?yōu)榛瘜W(xué)能2 2.

7、 . 冶煉金屬一般有下列四種方法：焦炭法冶煉金屬一般有下列四種方法：焦炭法 水煤水煤氣氣(H(H2 2或或CO)CO)法法 活潑金屬置換法活潑金屬置換法 電解法。電解法。四種方法在工業(yè)上均有應(yīng)用。古代有四種方法在工業(yè)上均有應(yīng)用。古代有:.:.火燒孔雀石法火燒孔雀石法煉銅，煉銅，.濕法煉銅，現(xiàn)代有：濕法煉銅，現(xiàn)代有：. . 鋁熱法煉鉻，鋁熱法煉鉻，.從從光鹵石光鹵石(KClMgCl(KClMgCl2 26H6H2 2O)O)中煉鎂，對它們的冶煉方法分中煉鎂，對它們的冶煉方法分析不正確的是（析不正確的是（ ） A.A.用用 B. B. 用用 C. C. 用用 D. D. 用用BA鏈接高考鏈接高考

8、1.（2013上海卷）用鋁和金屬氧化物反應(yīng)制備金屬單上海卷）用鋁和金屬氧化物反應(yīng)制備金屬單質(zhì)是工業(yè)上較常用的方法。質(zhì)是工業(yè)上較常用的方法。 如：如：2Al+4BaO3 Ba+BaOAl2O3 常溫下常溫下Al的金屬性比的金屬性比Ba的金屬性的金屬性 （選填（選填“強強”“”“弱弱”）。利用上述方法可制?。＠蒙鲜龇椒芍迫a的主要原因是的主要原因是 。 a.高溫時高溫時Al的活潑性大于的活潑性大于Ba b.高溫有利于高溫有利于BaO分解分解 c.高溫時高溫時BaOAl2O3比比Al2O3穩(wěn)定穩(wěn)定 d.Ba的沸點比的沸點比Al的低的低高溫弱弱d 2.（2013山東卷）金屬冶煉和處理常涉及氧化

9、還原反山東卷）金屬冶煉和處理常涉及氧化還原反應(yīng)。應(yīng)。（1）由下列物質(zhì)冶煉相應(yīng)金屬時采用電解法的是）由下列物質(zhì)冶煉相應(yīng)金屬時采用電解法的是 。 a.Fe2O3 b.NaCl c.Cu2S d.Al2O3（2）輝銅礦（）輝銅礦（Cu2S）可發(fā)生反應(yīng)）可發(fā)生反應(yīng)2Cu2S+2H2SO4+5O2=4CuSO4+ 2H2O，該反應(yīng)的還，該反應(yīng)的還原劑是原劑是 ，當(dāng)，當(dāng)1mol O2發(fā)生反應(yīng)時，還原劑所發(fā)生反應(yīng)時，還原劑所失電子的物質(zhì)的量為失電子的物質(zhì)的量為 mol。bdCu2S4 3.（2013重慶卷）某研究小組利用下圖裝置探究重慶卷）某研究小組利用下圖裝置探究溫度對溫度對CO還原還原Fe2O3的影響的

10、影響(固定裝置略固定裝置略)(1)MgCO3的分解產(chǎn)物為是的分解產(chǎn)物為是 。(2)裝置裝置C的作用是的作用是 ，處理尾氣的，處理尾氣的方法為方法為 。(3)從實驗安全考慮，裝置可采取的改進措施從實驗安全考慮，裝置可采取的改進措施 是是 。在在BC間加防倒吸裝置間加防倒吸裝置吸收未反應(yīng)完的吸收未反應(yīng)完的CO2點燃點燃MgO、CO2節(jié)約資源，節(jié)約資源，從我做起！從我做起！ 2、下列關(guān)于金屬冶煉的說法不正確的是、下列關(guān)于金屬冶煉的說法不正確的是( ) A、金屬冶煉是由人類生產(chǎn)生活需要發(fā)展起來的、金屬冶煉是由人類生產(chǎn)生活需要發(fā)展起來的 B、天然礦藏很少只含一種金屬元素往往含有較多雜質(zhì)、天然礦藏很少只含

11、一種金屬元素往往含有較多雜質(zhì) C、金屬的冶煉主要有礦石的富集、冶煉還原和精煉三個步驟、金屬的冶煉主要有礦石的富集、冶煉還原和精煉三個步驟 D、金屬冶煉一定要用到還原劑、金屬冶煉一定要用到還原劑1、金屬冶煉的目的是（、金屬冶煉的目的是（ ） A、把金屬化合物還原為金屬單質(zhì)、把金屬化合物還原為金屬單質(zhì) B、除去金屬中的雜質(zhì)、除去金屬中的雜質(zhì) C、把金屬單質(zhì)變?yōu)檠趸?、把金屬單質(zhì)變?yōu)檠趸?D、把電能轉(zhuǎn)變?yōu)榛瘜W(xué)能、把電能轉(zhuǎn)變?yōu)榛瘜W(xué)能 3、工業(yè)上常采用電解法冶煉的金屬是（、工業(yè)上常采用電解法冶煉的金屬是（ ） A、Fe B、Cu C、Al D、Ag4、可用熱分解法就可能制得的金屬有（、可用熱分解法就可

12、能制得的金屬有（ ） A . Cu Cr B . Ti W C . Ag Hg D . Na AlCCAD七、課后練習(xí)七、課后練習(xí)( (一一) )熱分解法熱分解法適用于適用于Hg及其以后不活潑金屬及其以后不活潑金屬加熱分解其氧化物加熱分解其氧化物練習(xí)練習(xí)1. 試完成下列各物質(zhì)受熱分解的化學(xué)方程式試完成下列各物質(zhì)受熱分解的化學(xué)方程式2 2Hg + O22 4Ag + O2 HgO Ag2O K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb (H) Cu Hg Ag Pt Au5、冶煉金屬常用以下幾種方法：以、冶煉金屬常用以下幾種方法：以C或或H2、CO作為還原劑還原法作為還原劑還原法 ； 熱分

13、解法熱分解法 ；電解法；電解法 ；鋁熱法?，F(xiàn)冶煉下列金屬：；鋁熱法?，F(xiàn)冶煉下列金屬：Al、Mg、 Cu、Hg、Mn，試標(biāo)明適宜的冶煉方法。，試標(biāo)明適宜的冶煉方法。 Al： ；Mg： ；Cu： ；Hg： ；Mn： 。 6、宋代時期，人們發(fā)現(xiàn)江西上饒有一口苦泉，蒸發(fā)這種苦泉水會得到、宋代時期，人們發(fā)現(xiàn)江西上饒有一口苦泉，蒸發(fā)這種苦泉水會得到 膽礬，熬苦泉水的鐵鍋用久了會變成銅鍋，這是濕法煉銅的起源，膽礬，熬苦泉水的鐵鍋用久了會變成銅鍋，這是濕法煉銅的起源， 請寫出該反應(yīng)的離子方程式請寫出該反應(yīng)的離子方程式 。 FeCu2+ CuFe2+7. 冶煉金屬一般有下列四種方法：焦炭法，水煤氣冶煉金屬一般有

14、下列四種方法：焦炭法，水煤氣(H2或或CO)法，法， 活潑金屬置換法，電解法。四種方法在工業(yè)上均有應(yīng)用。古代活潑金屬置換法，電解法。四種方法在工業(yè)上均有應(yīng)用。古代 有有:. 火燒孔雀石法煉銅，火燒孔雀石法煉銅，. 濕法煉銅，現(xiàn)代有：濕法煉銅，現(xiàn)代有：. 鋁熱法煉鉻，鋁熱法煉鉻， . 從光鹵石從光鹵石(KClMgCl26H2O)中煉鎂，對它們的冶煉方法分析不中煉鎂，對它們的冶煉方法分析不 正確的是（正確的是（ ） A.用用 B. 用用 C. 用用 D. 用用B( (二二) )電解法電解法適用于表中適用于表中NaAl金屬，電解其熔融鹽或氧化物。金屬，電解其熔融鹽或氧化物。如：如： 2NaCl(熔融

15、熔融)2Na+Cl2 電解電解特別提醒特別提醒“(熔融熔融)”不能掉，是熔融態(tài)而不是水溶液。不能掉，是熔融態(tài)而不是水溶液。必須是離子化合物，共價化合物熔融不導(dǎo)電。必須是離子化合物，共價化合物熔融不導(dǎo)電。練習(xí)練習(xí)2. 寫出下列各反應(yīng)的化學(xué)方程式寫出下列各反應(yīng)的化學(xué)方程式 工業(yè)用電解氯化鎂的方法冶煉鎂，工業(yè)用電解氯化鎂的方法冶煉鎂， 工業(yè)用電解氧化鋁的方法冶煉鋁工業(yè)用電解氧化鋁的方法冶煉鋁(用冰晶石降低其熔點，助熔劑用冰晶石降低其熔點，助熔劑)。 2Al2O3 (熔融熔融) 4Al + 3O2 冰晶石冰晶石電解電解 MgCl2 (熔融熔融) Mg + Cl2 電解電解【想一想想一想】工業(yè)上電解法得

16、鎂用工業(yè)上電解法得鎂用MgCl2而不用而不用MgO，電解法得鋁用，電解法得鋁用Al2O3 而不用而不用AlCl3，為什么？已知熔點，為什么？已知熔點(): MgO /2852、MgCl2 /718， Al2O3 /2050、AlCl3 /190。MgO熔點高、耗能大，熔點高、耗能大，AlCl3共價化合物熔融不導(dǎo)電。共價化合物熔融不導(dǎo)電。K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb (H) Cu Hg Ag Pt AuAl2O3 ：2050 1200 ( (三三) )熱還原法熱還原法適用于表中適用于表中ZnZnCuCu多數(shù)金屬多數(shù)金屬還原其氧化物還原其氧化物常用的還原劑有常用的還原劑有。練

17、習(xí)練習(xí)3. 試完成下列各化學(xué)方程式試完成下列各化學(xué)方程式H2、 CO、C(焦炭焦炭) 、活潑金屬活潑金屬 Cu+H2O 32Fe+3CO2 (高爐煉鐵的主要反應(yīng)高爐煉鐵的主要反應(yīng))高溫高溫 CuO+H2 Fe2O3+ CO CuO+C 高溫高溫 2 2Cu+CO2K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb (H) Cu Hg Ag Pt Au金屬鋁的回收與利用金屬鋁的回收與利用四、四、合理開發(fā)和利用金屬礦物資源合理開發(fā)和利用金屬礦物資源1. 主要途徑主要途徑2. 回收金屬的意義回收金屬的意義3. 回收金屬的實例回收金屬的實例(1)提高金屬礦物的利用率提高金屬礦物的利用率(2)減少金屬的

18、使用量減少金屬的使用量(3)加強金屬資源的回收和再利用加強金屬資源的回收和再利用(4)使用其他材料代替金屬材料使用其他材料代替金屬材料(1)節(jié)約礦物資源節(jié)約礦物資源(2)節(jié)約能源節(jié)約能源(3)減少環(huán)境污染減少環(huán)境污染(1)廢舊鋼鐵用于煉鋼廢舊鋼鐵用于煉鋼(2)廢鐵屑用于制鐵鹽廢鐵屑用于制鐵鹽(3)定影液用于回收銀定影液用于回收銀【查一查查一查】閱讀課本閱讀課本P89P89頁最后一段，完成下列填空。頁最后一段，完成下列填空。四、金屬資源的可持續(xù)發(fā)展回收和再利用提高金屬礦物的利用率減少金屬的使用量使用其他材料代替金屬材料金屬的回收和資源保護最輕的金屬最輕的金屬1. 冶煉金屬常用以下幾種方法：冶煉金

19、屬常用以下幾種方法：以以C、CO或或 H2 作還原劑還原，作還原劑還原， 利用鋁熱反應(yīng)原理用利用鋁熱反應(yīng)原理用Al還原，還原，電解法，熱分解法。電解法，熱分解法。 下列金屬各采用哪種方法還原下列金屬各采用哪種方法還原最佳最佳(填序號填序號)。 (1)Fe、Zn、Cu等中等活潑的金屬等中等活潑的金屬( ) (2)Na、Mg、Al等活潑金屬等活潑金屬( ) (3)Hg、Ag等不活潑金屬等不活潑金屬 ( ) (4)V、Cr、Mn、W等高熔點金屬等高熔點金屬( )六、鞏固練習(xí)六、鞏固練習(xí)3. 從石器、青銅器到鐵器時代，金屬的冶煉體現(xiàn)了人類文明的從石器、青銅器到鐵器時代，金屬的冶煉體現(xiàn)了人類文明的發(fā)展水

20、平。下圖表示了三種金屬被人類開發(fā)利用的大致年限，發(fā)展水平。下圖表示了三種金屬被人類開發(fā)利用的大致年限，之所以有先后，主要取決于（之所以有先后，主要取決于（ ）K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb (H) Cu Hg Ag Pt Au約約200200年前年前約約3 0003 000年前年前約約6 0006 000年前年前A金屬導(dǎo)電性強弱金屬導(dǎo)電性強弱 B金屬在地殼中含量多少金屬在地殼中含量多少C金屬的化合價高低金屬的化合價高低 D金屬的活動性強弱金屬的活動性強弱 4. 下列敘述正確的是（下列敘述正確的是（ ） A工業(yè)上用電解熔融氯化鈉的方法制取鈉工業(yè)上用電解熔融氯化鈉的方法制取鈉

21、B鈉加入氯化鎂的飽和溶液中可以制取金屬鎂鈉加入氯化鎂的飽和溶液中可以制取金屬鎂 C電解冶煉鋁的原料是氯化鋁電解冶煉鋁的原料是氯化鋁 D碳在高溫下能還原氧化鋁中的鋁碳在高溫下能還原氧化鋁中的鋁AD五、本課小結(jié)五、本課小結(jié)一、金屬在自然界中的存在形式一、金屬在自然界中的存在形式二、金屬的冶煉及原理二、金屬的冶煉及原理三、金屬的冶煉方法三、金屬的冶煉方法四、合理開發(fā)和利用金屬礦物資源的主要途徑四、合理開發(fā)和利用金屬礦物資源的主要途徑單質(zhì)單質(zhì)游離態(tài)游離態(tài)化合物化合物化合態(tài)化合態(tài)利用氧化還原反應(yīng)，使：利用氧化還原反應(yīng)，使：Mn+ + ne- MK Ca Na Mg g Al Zn Fe Sn Pb (H

22、) Cu Hg g Ag g Pt Au電解法電解法熱還原法熱還原法熱分解法熱分解法物理方法物理方法金屬活動性逐漸減弱金屬活動性逐漸減弱鋁某些金屬氧化物鋁某些金屬氧化物 金屬金屬Al2O3高溫高溫鋁熱反應(yīng)鋁熱反應(yīng)友情提示友情提示有的金屬是幾種方法均可以用。有的金屬是幾種方法均可以用。(1)提高金屬礦物的利用率提高金屬礦物的利用率(2)減少金屬的使用量減少金屬的使用量(3)加強金屬資源的回收和再利用加強金屬資源的回收和再利用(4)使用其他材料代替金屬材料使用其他材料代替金屬材料 3、金屬冶煉的方法（1）熱分解法（適合一些不活潑金屬）2HgO 2Hg O2 加熱2Ag2O 4AgO2 加熱（2）電解法（適合一些非?；顫娊饘伲?MgCl2 (熔融) Mg Cl2 電解2NaCl (熔融) 2NaCl2 電解2Al2O3 (熔融) 4Al 3O2 電解冰晶石鋁土礦【想一想想一想】工業(yè)上電解法制鋁用工業(yè)上電解法制鋁用Al2O3而不用而不用AlCl3，電解法制鎂用電解法制鎂用MgCl2而不用而不用MgO，為什么？已知熔點，