開發(fā)利用金屬礦物和海水資源

第四章化學與自然資源的開發(fā)利用第一節(jié)

開發(fā)利用金屬礦物和海水資源難點：金屬冶煉的一般方法和原理布爾津縣高級中學全曉楠2020.7

第一頁，共二十二頁。第二頁，共二十二頁。金屬礦物的開發(fā)利用第1課時

學習目標

1.知道金屬在自然界中的存在形態(tài)，金屬冶煉的一般方法和原理，會寫相關反應的化學方程式。2.掌握鋁熱反應的原理和實驗。3.了解金屬回收的意義，樹立環(huán)保意識。第三頁，共二十二頁。1．金屬元素在自然界中的存在形式少數(shù)化學性質不活潑的金屬，在自然界中能以

態(tài)存在，如

以及少量的銀和銅等。絕大多數(shù)金屬元素在自然界中總是以

態(tài)存在。金屬的冶煉游離金和鉑化合第四頁，共二十二頁。

人類最早是從由天而降的隕石中獲得單質鐵的。濟南隕鐵新疆隕鐵南極洲隕鐵第五頁，共二十二頁。金屬的冶煉：定義：把金屬礦物中的金屬從其化合物中還原出來的過程，在工業(yè)上稱為金屬的冶煉。本質：利用氧化還原反應，使金屬化合物中的金屬陽離子得到電子還原成金屬原子。

即：Mn++ne-→M第六頁，共二十二頁?！独颂陨场?劉禹錫日照澄洲江霧開,濤金女伴滿江隈.美人首飾侯王印,盡是沙中海底來.第七頁，共二十二頁。淘金原理

剛果手工金礦開采馬達加斯加街頭淘金者原理是:金的質量較沙重,在淘去粗沙后,用水銀滾動吸附金,水銀是已知唯一可以粘附金的物質.物理方法第八頁，共二十二頁。HgO加熱Ag2O加熱2HgO2Hg＋O2↑加熱2Ag2O4Ag＋O2↑加熱

古代煉丹術家葛洪，曾經在他的著作《抱樸子》中記載有“丹砂燒之成水銀”

不活潑的金屬（如Hg、Ag）用高溫加熱分解其氧化物的方法——熱分解法第九頁，共二十二頁。高爐煉鐵Fe2O3＋3CO2Fe＋3CO2高溫第十頁，共二十二頁。我國煉鐵技術始于春秋時期

西漢初，先人們就懂得用木炭與鐵礦石混合高溫冶煉生鐵，這領先了歐洲一千余年。南宋時掌握了用焦炭煉鐵。而歐洲最早的英國直到500年后（相當于清朝乾隆末年），才掌握這一技術。古代中國勞動人民用木炭煉鐵Fe2O3+3C===2Fe+3CO

↑高溫第十一頁，共二十二頁。熱還原法：

對于較活潑的金屬（Zn、Fe、Sn、Pb、Cu）在加熱的條件下，用還原劑將金屬從化合物中還原出來。常用的還原劑有：活潑金屬、CO、H2、C(焦炭)第十二頁，共二十二頁。

鋁熱反應

鎂條劇烈燃燒，放出大量的熱，發(fā)出耀眼的白光，紙漏斗的下部被燒穿，有熔融物落入沙中。實驗現(xiàn)象Fe2O3+2Al===2Fe+Al2O3高溫第十三頁，共二十二頁。

鋁熱反應的應用

鋁熱反應的原理可以應用在生產上，如用于焊接鋼軌等。在冶金工業(yè)上也常用這一反應原理，使鋁與金屬氧化物反應，冶煉釩、鉻、錳等。3MnO2+4Al===3Mn+2Al2O3高溫Cr2O3+2Al===2Cr+Al2O3高溫第十四頁，共二十二頁。MgCl2(熔融)電解NaCl(熔融)電解MgCl2(熔融)Mg＋Cl2↑電解2NaCl(熔融)2Na＋Cl2↑電解電解法K、Ca、Na、Mg、Al還原性太強，只有用電解法通電分解其熔融氯化物或氧化物的方法來冶煉。第十五頁，共二十二頁?；鸱掋~

灼燒輝銅礦（Cu2S）濕法煉銅

中國古代首創(chuàng)的膽水冶銅

西漢古籍《淮南萬畢術》上就有“曾青得鐵，則化為銅”的記載。

Fe+CuSO4==FeSO4+CuCu2S+O22Cu+SO2

高溫第十六頁，共二十二頁。2024/3/917KCaNaMgAlZnFeSnPb(H)CuHgAgPtAu電解法熱還原法熱分解法物理提取法金屬活動性順序與金屬的冶煉方法小結第十七頁，共二十二頁。金屬資源的回收和再利用（1）節(jié)約礦物資源（2）節(jié)約能源（3）減少環(huán)境污染第十八頁，共二十二頁。練習2、根據金屬在金屬活動順序表中的位置及性質，推測制取下列金屬最適宜的方法：①Na

②Zn

③Hg

④Au

電解法熱還原法熱分解法物理提取法1．下列金屬元素在自然界中可以游離態(tài)形式存在的是(

)A．K B．NaC．Ca D．AuD第十九頁，共二十二頁。203、根據如圖所示的實驗裝置，回答下列問題。寫出該反應的化學方程式：_____________________________，在該反應中

是氧化劑，

是還原劑，該反應稱為

反應。Fe2O3Al鋁熱第二十頁，共二十二頁。(2)選出該實驗的實驗現(xiàn)象(填寫在橫線上)：

。①鎂條劇烈燃燒；②放出大量的熱，并發(fā)出耀眼的光芒，③紙漏斗的下部被燒穿；④有紅熱狀態(tài)的液珠落入蒸發(fā)皿內的細沙上，液珠冷卻后變?yōu)楹谏腆w。①②③④(3)寫出下列操作或物質的作用：內層紙漏斗底部剪一個孔：

；蒸發(fā)皿盛沙：_____________________；鎂條：

；氯酸鉀：______使熔融物易于落下防止濺落物炸裂蒸發(fā)皿引燃劑助燃劑第二十一頁，共二十二頁。4、冶煉金屬常用以下幾種方法：（1）以C或H2、CO作還原劑還原法；（2）熱分解法（3）電解法（4）鋁熱法。現(xiàn)冶煉下列金屬：Al、Mg、Cu、Hg