金属矿物的开发利用.ppt

第一节第一课时金属矿物的开发利用,第四章化学与自然资源的开发利用,金,银,人类最早发现和应用的金属分别是：,铜,拿破仑与铝碗,最贵的金属,KCaNaMgAlZnFeSnPb(H)CuHgAgPtAu,能不能利用所学的知识，想一想这些金属单质我们是怎么得到的？,结合金属单质的发现时间，思考为什么人类利用这些金属会存在差异？,大约200年前,大约2500年前,大约4000年前,?,?,一万多年前,一、金属在自然界中的存在形式,金矿石（Au）,孔雀石（Cu2(OH)2CO3）,二、金属的冶炼及原理,【想一想】要使金属矿物转化为金属单质：金属离子是得电子还是失电子？得电子的难易与金属的活泼性有什么关系？,金属越活泼，其对应的离子越难得到电子，冶炼越困难。,金属的冶炼是指把金属从矿石中提炼出来。,三、金属的冶炼方法,(1)热分解法：(对一些不活泼的金属，如：Hg、Ag),(2)电解法：(对一些非常活泼的金属，如：Na、Mg、Al),(3)热还原法：(一些较活泼的金属，如：Fe、Cu),KCaNaMgAlZnFeSnPb(H)CuHgAgPtAu,电解法,热还原法,热分解法,物理方法,金属活动性逐渐减弱,2.热还原法常用的还原剂有哪些？焦炭、CO、H2、活泼金属,【想一想】1.工业上电解法制镁用MgCl2而不用MgO，电解法制铝用Al2O3而不用AlCl3，为什么？已知熔点():MgO2852、MgCl2718，Al2O32050、AlCl3190。,MgO熔点高、耗能大AlCl3共价化合物熔融不导电,铝热反应的最大特点是：,铝热反应的引发操作是：,加少量氯酸钾固体，中间插上镁条并将其点燃,放出大量的热,铝热反应的应用,1.下列氧化物不能跟铝粉组成铝热剂的是()A.WO3B.MnO2C.MgOD.V2O52.用铝热法从下列金属氧化物中制取相应的金属各1mol,消耗铝的质量最多的是()A.MnO2B.WO3C.Cr2O3D.Fe3O4,B,C,学以致用,1.火法炼铜,2.湿法炼铜,3.物理方法,请用双线桥法表示该反应的电子转移情况,课后作业：查找资料，为我们当地或我们国家金属资源的可持续发展献言献策。,矿产资源现状开采技术及现状使用和回收情况对环境的影响,四、金属资源的可持续发展,当堂检测,1.金属冶炼的目的是（）A.把金属化合物还原为金属单质B.除去金属中的杂质C.把金属单质变为氧化物D.把电能转变为化学能2.冶炼金属一般有下列四种方法：焦炭法水煤气(H2或CO)法活泼金属置换法电解法。四种方法在工业上均有应用。古代有:.火烧孔雀石法炼铜，.湿法炼铜，现代有：.铝热法炼铬，.从光卤石(KClMgCl26H2O)中炼镁，对它们的冶炼方法分析不正确的是（）A.用B.用C.用D.用,B,A,链接高考,1.（2013上海卷）用铝和金属氧化物反应制备金属单质是工业上较常用的方法。如：2Al+4BaO3Ba+BaOAl2O3常温下Al的金属性比Ba的金属性（选填“强”“弱”）。利用上述方法可制取Ba的主要原因是。a.高温时Al的活泼性大于Bab.高温有利于BaO分解c.高温时BaOAl2O3比Al2O3稳定d.Ba的沸点比Al的低,弱,d,2.（2013山东卷）金属冶炼和处理常涉及氧化还原反应。（1）由下列物质冶炼相应金属时采用电解法的是。a.Fe2O3b.NaClc.Cu2Sd.Al2O3（2）辉铜矿（Cu2S）可发生反应2Cu2S+2H2SO4+5O2=4CuSO4+2H2O，该反应的还原剂是，当1molO2发生反应时，还原剂所失电子的物质的量为mol。,bd,Cu2S,4,3.（2013重庆卷）某研究小组利用下图装置探究温度对CO还原Fe2O3的影响(固定装置略)(1)MgCO3的分解产物为是。(2)装置C的作用是，处理尾气的方法为。(3)从实验安全考虑，装置可采取的改进措施是。,在BC间加防倒吸装置,吸收未反应完的CO2,点燃,MgO、CO2,节约资源，从我做起！,2、下列关于金属冶炼的说法不正确的是()A、金属冶炼是由人类生产生活需要发展起来的B、天然矿藏很少只含一种金属元素往往含有较多杂质C、金属的冶炼主要有矿石的富集、冶炼还原和精炼三个步骤D、金属冶炼一定要用到还原剂,1、金属冶炼的目的是（）A、把金属化合物还原为金属单质B、除去金属中的杂质C、把金属单质变为氧化物D、把电能转变为化学能,3、工业上常采用电解法冶炼的金属是（）A、FeB、CuC、AlD、Ag,4、可用热分解法就可能制得的金属有（）A.CuCrB.TiWC.AgHgD.NaAl,C,C,A,D,(一)热分解法,适用于Hg及其以后不活泼金属加热分解其氧化物,练习1.试完成下列各物质受热分解的化学方程式,KCaNaMgAlZnFeSnPb(H)CuHgAgPtAu,5、冶炼金属常用以下几种方法：以C或H2、CO作为还原剂还原法；热分解法；电解法；铝热法。现冶炼下列金属：Al、Mg、Cu、Hg、Mn，试标明适宜的冶炼方法。Al：；Mg：；Cu：；Hg：；Mn：。,6、宋代时期，人们发现江西上饶有一口苦泉，蒸发这种苦泉水会得到胆矾，熬苦泉水的铁锅用久了会变成铜锅，这是湿法炼铜的起源，请写出该反应的离子方程式。,FeCu2+CuFe2+,7.冶炼金属一般有下列四种方法：焦炭法，水煤气(H2或CO)法，活泼金属置换法，电解法。四种方法在工业上均有应用。古代有:.火烧孔雀石法炼铜，.湿法炼铜，现代有：.铝热法炼铬，.从光卤石(KClMgCl26H2O)中炼镁，对它们的冶炼方法分析不正确的是（）A.用B.用C.用D.用,B,(二)电解法,适用于表中NaAl金属，电解其熔融盐或氧化物。,练习2.写出下列各反应的化学方程式工业用电解氯化镁的方法冶炼镁，工业用电解氧化铝的方法冶炼铝(用冰晶石降低其熔点，助熔剂)。,【想一想】工业上电解法得镁用MgCl2而不用MgO，电解法得铝用Al2O3而不用AlCl3，为什么？已知熔点():MgO/2852、MgCl2/718，Al2O3/2050、AlCl3/190。,MgO熔点高、耗能大，AlCl3共价化合物熔融不导电。,KCaNaMgAlZnFeSnPb(H)CuHgAgPtAu,Al2O3：20501200,(三)热还原法,适用于表中ZnCu多数金属还原其氧化物常用的还原剂有。,练习3.试完成下列各化学方程式,H2、CO、C(焦炭)、活泼金属,KCaNaMgAlZnFeSnPb(H)CuHgAgPtAu,金属铝的回收与利用,(1)提高金属矿物的利用率(2)减少金属的使用量(3)加强金属资源的回收和再利用(4)使用其他材料代替金属材料,(1)节约矿物资源(2)节约能源(3)减少环境污染,(1)废旧钢铁用于炼钢(2)废铁屑用于制铁盐(3)定影液用于回收银,【查一查】阅读课本P89页最后一段，完成下列填空。,四、金属资源的可持续发展,回收和再利用提高金属矿物的利用率减少金属的使用量使用其他材料代替金属材料,金属的回收和资源保护,最轻的金属,1.冶炼金属常用以下几种方法：以C、CO或H2作还原剂还原，利用铝热反应原理用Al还原，电解法，热分解法。下列金属各采用哪种方法还原最佳(填序号)。(1)Fe、Zn、Cu等中等活泼的金属()(2)Na、Mg、Al等活泼金属()(3)Hg、Ag等不活泼金属()(4)V、Cr、Mn、W等高熔点金属(),3.从石器、青铜器到铁器时代，金属的冶炼体现了人类文明的发展水平。下图表示了三种金属被人类开发利用的大致年限，之所以有先后，主要取决于（）,A金属导电性强弱B金属在地壳中含量多少C金属的化合价高低D金属的活动性强弱,4.下列叙述正确的是（）A工业上用电解熔融氯化钠的方法制取钠B钠加入氯化镁的饱和溶液中可以制取金属镁C电解冶炼铝的原料是氯化铝D碳在高温下能还原氧化铝中的铝,A,D,一、金属在自然界中的存在形式,二、金属的冶炼及原理,三、金属的冶炼方法,四、合理开发和利用金属矿物资源的主要途径,铝热反应,(1)提高金属矿物的利用率(2)减少金属的使用量(3)加强金属资源的回收和再利用(4)使用其他材料代替金属材料,3、金属冶炼的方法,（1）热分解法（适合一些不活泼金属）,（2）电解法（适合一些非常活泼金属）,【想一想】工业上电解法制铝用Al2O3而不用AlCl3，电解法制镁用MgCl2而不用MgO，为什么？已知熔点():MgO/2852、MgCl2/718，Al2O3/2050、AlCl3/190。,（3）热还原法（适合大多数金属）,常用的还原剂有：焦炭、CO、H2、活泼金属,（高炉炼铁的主要反应）,1.火法炼铜,2.湿法炼铜,3.物理方法,浪淘沙刘禹锡日照澄洲江雾开，涛金女伴满江隈。美人首饰侯王印，尽是沙中海底来。,淘金原理:金的密度较沙大，用水洗法可淘去泥土沙粒。,熔点最高的金属,孔雀石（Cu2(OH)2CO3）,石榴子石（Ca,MgAl,FeSiO43）,黄铜（CuFeS2）,白云母（K