金屬礦物的開發(fā)和利用

第一節(jié)開發(fā)利用金屬礦物和海水資源第一課時金屬礦物的開發(fā)和利用

第四章化學與自然資源的開發(fā)利用

一、金屬礦物的開發(fā)和利用

元素周期表中，有多少種是金屬元素？它們各有什么用途？現(xiàn)代—鋁、鐵合金等多樣化的材料自行車不銹鋼器具金條首飾常見的金屬礦物資源金礦

Au鉑礦

Pt自然界中的金屬，只有少數(shù)不活潑金屬以游離態(tài)存在（如金和鉑）部分金屬礦物（絕大多數(shù)金屬是以化合物的形式存在）黃銅礦赤鐵礦鋁礦錳礦鎢礦鋅礦

思考：

1、金屬冶煉指什么？

2、金屬冶煉的實質(zhì)是什么?3、為什么不同金屬的冶煉方法不同？

4、金屬活動順序與金屬冶煉有什么關系

5、金屬的冶煉有哪些方法？要怎樣才能獲得金屬單質(zhì)？-------通過金屬的冶煉

將金屬從其化合物（金屬礦物）中還原出來用于生產(chǎn)和制造各種金屬材料的過程在工業(yè)上稱為金屬的冶煉一、金屬礦物的開發(fā)利用1、金屬的冶煉？2、金屬冶煉的實質(zhì)是什么?p88我國在西漢初時已經(jīng)懂得用木炭與鐵礦石混合高溫冶煉生鐵，領先歐洲一千余年。古代中國勞動人民用木炭煉鐵回憶：初中學過冶煉鐵的方法？Fe2O3+3CO==2Fe+3CO2

高溫得電子

能由此找出金屬冶煉的實質(zhì)嗎？

M得電子M（被還原）n+還原出金屬的難易由什么決定？+30→被還原2、金屬冶煉的實質(zhì)用還原的方法使金屬化合物中的金屬離子得到電子變成金屬原子。討論：金屬越活潑，越

失電子，該金屬離子就越

得電子，還原出該金屬就越

。易難難結論：在金屬活動順序表中，位置越靠后，越易被還原

由于不同的金屬離子的得電子能力不同，所以要采用不同強度的冶煉方法

所以要根據(jù)金屬的活動性順序不同，采取不同的冶煉方法KCaNaMgAlZnFeSnPb(H)CuHgAgPtAu—主要適用于以游離態(tài)存在的極不活潑的金屬,例如:鉑(Pt)

、金(Au)等3、冶煉金屬的一般方法（1）、物理提取法2HgO===2Hg+O2↑△2Ag2O===4Ag+O2↑△----適用于不活潑金屬的冶煉Hg-Ag3、冶煉金屬的方法（2）、加熱分解法—適用于大多數(shù)不太活潑的金屬（活動性介于Zn-Cu的金屬)常見還原劑：焦碳、CO、H2CuO+H2===Cu+H2O高溫Fe2O3+2Al===2Fe+Al2O3（鋁熱法煉鐵）

高溫Fe2O3+3CO===2Fe+3CO2↑（高爐煉鐵）高溫鋁熱劑2CuO+C===2Cu+CO2高溫、活潑金屬Al等（3）、高溫還原法鋁熱反應

反應現(xiàn)象:劇烈反應，發(fā)出強光，紙漏斗被燒穿，沙子上落有黑色鐵珠。鎂條：引燃劑氯酸鉀：助燃劑Fe2O3+2Al===2Fe+Al2O3

高溫說明反應中放出大量的熱，溫度可達到2600℃鋁熱反應：鋁粉與某些金屬氧化物（如Fe2O3、MnO2、Cr2O３、V2O5等）的混合物在高溫下進行的反應。鋁粉+金屬氧化物的混合物稱為鋁熱劑。3MnO2+4Al===3Mn+2Al2O3高溫Cr2O3+2Al===2Cr+Al2O3高溫其他的鋁熱反應：鋁熱反應的應用

①焊接鋼軌②冶煉釩、鉻、錳等熔點高的金屬③定點爆破。

---適用于活潑金屬的冶煉（活動性介于K--Al的金屬)電解2Al2O3(熔融)===4Al+3O2↑冰晶石2NaCl(熔融)===2Na+Cl2↑MgCl2(熔融)===Mg+Cl2↑電解電解問：電解氯化鈉水溶液能得到金屬鈉嗎？（4）、電解法不能，可得到NaOH（5）、濕法冶金—用活潑金屬把不活潑的金屬從它的鹽溶液中置換出來Fe+CuSO4===Cu+FeSO4Cu+2AgNO3===2Ag+Cu(NO3)2（6）、其它方法：Cu2S+O2===2Cu+SO2↑

高溫（火法煉銅）KCaNaMgAlZnFe…CuHgAgPtAu電解法高溫還原法熱分解法金屬活動順序與金屬冶煉方法的關系：小結：物理提取可見，越活潑的金屬越難冶煉討論

各種金屬的冶煉，都要消耗大量的自然資源和能量。

2Al2O3(熔融)===4Al+3O2↑

從能量轉(zhuǎn)化和環(huán)保的角度討論，為什么要合理利用金屬資源？怎樣合理利？電解

以鋁為例，生產(chǎn)一噸原鋁至少要消耗四噸鋁土礦資源。當前全球原鋁的年產(chǎn)量約2500萬噸，年消耗鋁土礦超過一億噸，如果照此發(fā)展下去，地球上的鋁土礦資源就會越來越少，直至有一天枯竭。對人類消費的鋁回收利用，可以減少鋁土礦消耗量；其次，利用廢雜原料生產(chǎn)鋁錠與用鋁土礦原料生產(chǎn)原鋁錠相比，可以節(jié)省95％以上的能源消耗。你知道嗎？

我們每年數(shù)以億噸計的向自然界索取金屬資源，資源就會越來越少，直至有一天枯竭。怎樣才能使金屬資源可持續(xù)發(fā)展？討論：4、金屬資源的可持續(xù)發(fā)展的途徑：①回收和再利用提高金屬礦物的利用率②減少金屬的使用量使用其他材料代替金屬材料……p89金屬的回收和資源保護5、金屬的回收和資源保護（1）回收金屬的意義：（1）節(jié)約礦物資源；（2）節(jié)約能源；（3）減少環(huán)境污染（2）廢鐵屑用于制鐵鹽（3）廢舊鋼鐵用于煉鋼（2）、金屬回收的方法：（1）廢易拉鋁罐的價值：廢罐熔解后可無數(shù)次循環(huán)再造成新罐。（5）從廢舊電池中可回收大量的有色金屬錳、鎳、鎘、鉛、汞等。（4）從各種電器、舊電線、電路板中回收大量的金屬銅節(jié)約資源，從身邊做起！練習1、下列各種冶煉方法中，可以制得相應金屬的是（）A、加熱氧化鋁B、加熱碳酸鈣C、電解熔融氯化鈉D、氯化鈉與鋁粉高溫共熱2、根據(jù)金屬在金屬活動順序表中的位置及性質(zhì)，推測制取下列金屬最適宜的方法：①Na

②Zn

③Hg

④Au

C電解法高溫還原法熱分解法物理提取法4、100多年前，為了表彰門捷列夫?qū)瘜W的杰出貢獻，英國皇家學會不惜重金制作了一個比黃金還要貴重的獎杯——鋁杯，贈送給門捷列夫。思考：為什么人類使用鐵器比使用銅器晚？使用鋁

制品又比使用鐵制品晚？答：金屬越活潑，冶煉難度越大，發(fā)現(xiàn)得通常越晚。3、鋁能用來冶煉難熔金屬（如Fe、V、Mn等），這是因為鋁有()A．兩性B．良好導電性

C．熔點低D．還原性，在反應中放出大量熱D作業(yè)：課本p932、3、6達標練習1．在冶金工業(yè)上，均不能用通?；瘜W還原劑制得的金屬組是（）

A．Na、Mg、Al

B．Na、K、Zn

C．Fe、Cu、Ag D．Na、Ca、CuA2．下列說法正確的是（）

A．Mg可以用置換法和電解法冶煉得到

B．Cu可以用電解法冶煉得到

C．Al可以用直接加熱法冶煉得到D．Fe可以用鋁熱法冶煉得到D1、不同的金屬，冶煉方法不同n+M得電子M（被還原）因為金屬離子的得電子能力不同，所以冶煉方法不同。2、金屬活動性順序表與金屬的冶煉金屬活動順序金屬失電子能力

金屬離子的得電子主要冶煉方法K、Ca、Na、Mg、AlZn、Fe、Sn、Pb（H）、CuHg、Ag、強————————————→弱弱————————————→強電解法熱還原法熱分解法4.你知道從金屬礦物中冶煉金屬,一般要經(jīng)過哪些步驟?礦石富集金屬冶煉金屬精煉金屬冶煉的步驟:結論：①金