第1课时金属矿物的开发利用

1、第四章第四章 化学与自然资源的开发利用化学与自然资源的开发利用 第一节 开发利用金属矿物和海水资源 第1课时 金属矿物的开发利用 法国皇帝拿破仑三世是一个喜欢炫耀的人。为法国皇帝拿破仑三世是一个喜欢炫耀的人。为了显示他的高贵和尊严，每次宴会，拿破仑三世让客了显示他的高贵和尊严，每次宴会，拿破仑三世让客人们用银餐具，自己使用铝碗。他当时为什么不用高人们用银餐具，自己使用铝碗。他当时为什么不用高贵亮丽的银碗，而用色泽要暗得多的铝碗呢？贵亮丽的银碗，而用色泽要暗得多的铝碗呢？1.1.了解金属的冶炼方法。了解金属的冶炼方法。( (重点）重点）2.2.了解金属的回收利用与资源保护的意义。了解金属的回收利

2、用与资源保护的意义。自然界中绝大多数的金属是以化合态的形式存在，自然界中绝大多数的金属是以化合态的形式存在，但也有少数金属（如金、铂等）以游离态的形式但也有少数金属（如金、铂等）以游离态的形式存在。存在。淘金淘金【提示【提示】物理提取法（富集法）主要用于提取以物理提取法（富集法）主要用于提取以游离态存在的极不活泼金属游离态存在的极不活泼金属, ,例如例如: : 铂铂(Pt)(Pt)、金、金(Au)(Au)等。等。怎样获得游离态金属？怎样获得游离态金属？【思考与讨论【思考与讨论】 自然界中绝大多数的金属是以化合态的形式存自然界中绝大多数的金属是以化合态的形式存在。在这些化合物中，金属元素都显正价

3、态。在。在这些化合物中，金属元素都显正价态。【提示【提示】将金属从其化合物中还原出来，用于生将金属从其化合物中还原出来，用于生产和制造各种金属材料的过程，在工业上称为金产和制造各种金属材料的过程，在工业上称为金属的冶炼。属的冶炼。怎样将它们转变为金属单质呢？怎样将它们转变为金属单质呢？【思考与讨论【思考与讨论】金属冶炼的方法举例金属冶炼的方法举例（1 1）热分解法）热分解法适合一些不活泼金属适合一些不活泼金属（一般是（一般是金属活动性顺序金属活动性顺序表中表中排在氢后的金属）排在氢后的金属）2HgO 2Hg2HgO 2HgO O2 2加热加热2Ag2Ag2 2O 4AgO 4AgO O2 2

4、加热加热（2 2）电解法）电解法MgClMgCl2 2( (熔融熔融) Mg) MgClCl2 2电解电解2NaCl(2NaCl(熔融熔融) 2Na) 2NaClCl2 2电解电解2Al2Al2 2O O3 3( (熔融熔融) 4Al) 4Al3O3O2 2电解电解冰晶石冰晶石（铝土矿（铝土矿) )适合一些非常活泼的金属适合一些非常活泼的金属（金属活动性顺序表中金属活动性顺序表中AlAl及及AlAl之前的金属）之前的金属）降低熔点降低熔点（3 3）热还原法）热还原法适合大部分金属适合大部分金属（金属活动性顺序表中金属活动性顺序表中活动性介于活动性介于ZnZn与与CuCu之间的金属之间的金属）高

5、炉炼铁高炉炼铁的反应的反应FeFe2 2O O3 3 3CO 2Fe 3CO 2Fe 3CO3CO2 2 高温高温2CuO + C 2Cu + CO2CuO + C 2Cu + CO2 2 高温高温WOWO3 3 + 3H + 3H2 2 W + 3H W + 3H2 2O O 高温高温Fe + CuSOFe + CuSO4 4 = Cu + FeSO = Cu + FeSO4 4CuCu2 2S + OS + O2 2 = 2Cu + SO = 2Cu + SO2 2 高温高温火法炼铜火法炼铜（4 4）其他方法：）其他方法：Cu + 2AgNOCu + 2AgNO3 3 = 2Ag + Cu

6、(NO = 2Ag + Cu(NO3 3) )2 2湿法冶金湿法冶金用活泼金属把不活泼的金用活泼金属把不活泼的金属从它的盐溶液中置换出来。属从它的盐溶液中置换出来。【提示【提示】金属冶炼的实质金属冶炼的实质: :在一定条件下在一定条件下, ,用还原用还原的方法使金属化合物中的金属离子得到电子变成的方法使金属化合物中的金属离子得到电子变成金属原子。金属原子。即即: :M Mn n+ +得得n n个电子个电子M M（被还原（被还原）通过金属冶炼的方法，试归纳金属冶炼的实质。通过金属冶炼的方法，试归纳金属冶炼的实质。【思考与讨论【思考与讨论】金属活动性顺序表与金属的冶炼：金属活动性顺序表与金属的冶炼

7、：电解法电解法热还原法热还原法热分热分解法解法金属单质的还原性减弱，金属离子的氧化性增强金属单质的还原性减弱，金属离子的氧化性增强物理物理方法方法总结总结K Ca Na MgK Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb Al Zn Fe Sn Pb (H) Cu Hg Ag Pt Au (H) Cu Hg Ag Pt Au【练一练【练一练】下列冶炼方法中，可将化合物中的金属元素还原下列冶炼方法中，可将化合物中的金属元素还原为金属单质的是为金属单质的是( () )A.A.加热加热AlAl2 2O O3 3 B.B.加热加热CaCOCaCO3 3C.C.电解熔融电解熔融NaClNaCl D.

8、D.氯化钠与铝粉高温共热氯化钠与铝粉高温共热C C拿破仑三世时炼铝十分困难，所以铝的价格十分昂拿破仑三世时炼铝十分困难，所以铝的价格十分昂贵，一度跃居金银之上。自从化学家霍尔发明电解贵，一度跃居金银之上。自从化学家霍尔发明电解制铝法后，制铝工艺不断改进，使得制铝成本大大制铝法后，制铝工艺不断改进，使得制铝成本大大下降，铝的价格也一落千丈，走入千家万户。下降，铝的价格也一落千丈，走入千家万户。冶金技术的进步推动了工业的发展，也促进了社会冶金技术的进步推动了工业的发展，也促进了社会的进步。的进步。电解铝电解铝铝热反应铝热反应【实验探究【实验探究】铝热反应装置铝热反应装置FeFe2 2O O3 3

9、+2Al =2Fe + Al+2Al =2Fe + Al2 2O O3 3 高温高温铝热剂铝热剂反应现象：反应现象：镁条镁条剧烈燃烧，放出剧烈燃烧，放出大量的热，发出大量的热，发出耀眼的白光，纸耀眼的白光，纸漏斗的下部被烧漏斗的下部被烧穿，有熔融物落穿，有熔融物落入蒸发皿。入蒸发皿。铝热反应：铝粉与某些金属氧化物（如铝热反应：铝粉与某些金属氧化物（如FeFe2 2O O3 3、MnOMnO2 2、CrCr2 2O O3 3、V V2 2O O5 5等）的混合物在高温下进行的反应。其等）的混合物在高温下进行的反应。其中铝粉与这些金属氧化物的混合物称为铝热剂。中铝粉与这些金属氧化物的混合物称为铝热

10、剂。3MnO3MnO2 2 + 4Al = 3Mn + 2Al+ 4Al = 3Mn + 2Al2 2O O3 3高温高温CrCr2 2O O3 3 + 2Al = 2Cr + Al+ 2Al = 2Cr + Al2 2O O3 3高温高温【提示【提示】铝热反应的应用铝热反应的应用冶炼难熔的金属冶炼难熔的金属焊接钢轨焊接钢轨铝热反应有哪些实际的应用呢？铝热反应有哪些实际的应用呢？【思考与讨论【思考与讨论】金属的回收和资源的保护金属的回收和资源的保护回收金属的意义：回收金属的意义：（1 1）节约矿物资源；（）节约矿物资源；（2 2）节约能源；）节约能源；（3 3）减少环境污染。）减少环境污染。【

11、练一练【练一练】金属锰的熔点很高，常用铝热法制得粗锰。再金属锰的熔点很高，常用铝热法制得粗锰。再用电解法制得纯的金属锰。铝能用于冶炼难熔用电解法制得纯的金属锰。铝能用于冶炼难熔的金属如的金属如FeFe、MnMn等，是因为铝具有等，是因为铝具有( () ) A.A.具有两性具有两性 B.B.导电性好导电性好 C.C.熔点低熔点低 D.D.具有还原性，且冶炼反应中放出大量的热具有还原性，且冶炼反应中放出大量的热D D单质的还原性单质的还原性强强弱弱电解法电解法热还原法热还原法热热分解分解法法物理方法物理方法金属的冶炼金属的冶炼D D1.1.从金属被利用的历史来看，先是青铜器时代，而从金属被利用的历

12、史来看，先是青铜器时代，而后是铁器时代，铝的利用是近几百年的事。下列跟后是铁器时代，铝的利用是近几百年的事。下列跟这个先后顺序有关的是这个先后顺序有关的是( () )地壳中金属元素的含量地壳中金属元素的含量金属活动性顺序金属活动性顺序金属的导电性金属的导电性 金属冶炼的难易程度金属冶炼的难易程度金属的延展性金属的延展性A.A. B.B. C. C. D. D.B B2.2.金属材料在日常生活以及生产中有着广泛的运金属材料在日常生活以及生产中有着广泛的运用。下列关于金属的一些说法不正确的是用。下列关于金属的一些说法不正确的是( () )A.A.合金的性质与其组成金属的性质不完全相同合金的性质与其组成金属的性质不完全相同B.B.工业上金属工业上金属MgMg、AlAl都是用电解熔融氯化物制得的都是用电解熔融氯化物制得的C.C.金属冶炼的本质是金属阳离子得到电子变成金属金属冶炼的本质是金属阳离子得到电子变成金属原子原子D.D.越活泼的金属越难冶炼越活泼的金属越难冶炼3.3.有下列原料：有下列原料：海水海水石灰石石灰石赤铁矿赤铁矿铝土矿铝土矿 焦炭焦炭辰砂辰砂( (硫化汞硫化汞)