第一课时 金属资源的开发利用

第四章化学与自然资源的开发利用,1开发利用金属矿物和海水资源,一金属矿物的开发利用,蓝铜矿,赤铁矿,萤石,Fe2O3,Cu3CO32(OH)2,CaF2,自然界矿物中的金属元素存在形态,黄铁矿FeS2,辉铜矿Cu2S,天然金Au,天然铂Pt,1、自然界中金属元素的存在形式,游离态：极少数（金、铂等）化学性质不活泼的金属化合态：绝大多数（除金、铂等）化学性质较活泼的金属,人类使用的金属材料中金属的存在状态？,Mn+,M,+ne-,金属的冶炼要使金属离子,得到电子,转化为金属原子,金属冶炼的实质：利用氧化还原反应，使金属化合物中的金属阳离子得到电子变成金属原子。,2、金属冶炼定义、原理及一般步骤,（1）定义：P88,（2）原理：,（3）一般步骤,1、采矿,2、富集,将矿物中的有效成分提取出来，以减少杂质、提高品位。,3、冶炼,利用氧化还原原理，在一定条件下，将金属矿物中的金属从其化合物中还原出来,还原,4、精炼,采用一定的方法，提纯金属，用于生产和制造各种材料,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.,（1）不活泼金属物理方法,Pt、Au,3、金属的冶炼方法,淘金原理,刚果手工金矿开采,马达加斯加街头淘金者,原理:金的质量较沙重,在淘去粗沙后,用水银滚动吸附金,水银是已知唯一可以粘附金的物质.,（2）不活泼的金属热分解法,采用加热分解法，,又叫做：热分解法,Hg、Ag,你认为热分解反应方程式有什么特点？,得到对应的单质,Au,+,2Cl2,（3）非常活泼的金属的冶炼,使它们由化合物转化为单质难易：,K、Ca、Na、Mg、Al、,很困难,通常冶炼方法：,电解法,高温下熔融金属化合物然后进行电解,-最强力的还原手段,电解氧化铝生产车间,2NaCl(熔融),2Na,Cl2,+,2Al2O3(熔融),4Al,+,3O2,离子交换膜电解槽,电解NaCl溶液与电解熔融NaCl不同,常温,高温,NaOH、H2、Cl2,Na、Cl2,产物：,原因:,水溶液中H+比Na+先电解出来,氧化性H+Na+,（4）一些较活泼的金属,Zn、Fe、Sn、Pb、(H)、Cu、,由化合物转化为单质难易：,比较容易,通常冶炼方法：,热还原法,加热或者高温下与还原剂反应,常用还原剂：,C、,CO、,H2、,活泼金属（如Na、Al）,成本:,低,高,炼铁高炉,实验4-1铝热反应,现象,原理,镁条剧烈燃烧，发出白光，导致混合物剧烈反应，发出强光，有红热的熔融物生成。,2Al+Fe2O3=2Fe+Al2O3,高温,镁条为引燃剂氯酸钾为助燃剂,铝热剂：铝与氧化铁的混合物,（1）铝热反应的原理可以应用在生产上，如用于焊接钢轨等。（2）在冶金工业上也常用这一反应原理，冶炼难熔金属钒、铬、锰等。,铝热反应应用,（4）其它铝热反应,不活泼的金属,金属的冶炼方法总结：,金属活动顺序？,K、Ca、Na、Mg、Al、,Zn、Fe、Sn、Pb、(H)、Cu、,Hg、Ag、Pt、Au,非常活泼的金属,较活泼的金属,电解法,热还原法,热分解法物理方法,历史上金属被发现和冶炼利用的顺序,Au、Ag、Cu、,Fe、,Al、,Ti,原因：,越活泼的金属越难冶炼，熔点越高的金属越难冶炼。,随着社会生产力和科学的发展，难冶炼的金属才被冶炼出来,古代,现代,大气污染,水污染,太湖的蓝藻问题（水华）,水体污染,金属矿物资源有限,合理利用矿物资源,有效使用金属产品、材料,途径：,提高金属矿物的利用率,减少金属的使用量,加强金属资源的回收和再利用,使用其他材料代替金属材料,金属的回收和环境保护,回收金属的意义：（1）节约矿物资源；（2）节约能源；（3）减少环境污染,自然资源与可持续发展,自然资源定义：,一定时间、地点的条件下能够产生经济价值的以提高人类当前和将来福利的自然环境因素和条件的总称。,可持续发展：,尽可能地延长现有资源的可使用年限，保护好自然环境，使子孙后代也能够继续发展和安居乐业。,是指满足当前需要而又不剥削子孙后代满足其需要之能力的发展,练习:,1、无色气体A与红热的炭反应，得到另一种无色气体B，B与灼热的氧化铜反应，又得到A，则A、B分别是_，_。,2、铝热剂中铝作_。,CO,CO2,3、根据下表回答，工业生产电解镁应该选择_作原料，原因是_。,还原剂,MgCl2,MgCl2的熔点低，电解工艺设备相对