第一课时金属资源的开发利用

1、蓝铜矿蓝铜矿 赤铁矿赤铁矿 萤石萤石 FeFe2 2O O3 3CuCu3 3COCO3 3 2 2(OH)(OH)2 2 CaFCaF2 2自然界矿物中的金属元素存在形态自然界矿物中的金属元素存在形态黄铁矿黄铁矿FeSFeS2 2 辉铜矿辉铜矿CuCu2 2S S 天然金天然金Au天然铂天然铂Pt1、自然界中金属元素的存在形式、自然界中金属元素的存在形式 游离态游离态：极少数（：极少数（金、铂金、铂等）化学等）化学性性质不活质不活泼的金属泼的金属 化化合态合态：绝大多数（：绝大多数（除金、铂除金、铂等）等）化学化学性质性质较活泼的金属较活泼的金属人类使用的金属材料中金属的存在状态？人类使用的

2、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金属的冶炼要使金属离子得到电子得到电子转化为金属原子转化为金属原子金属冶炼的实质：利用金属冶炼的实质：利用氧化还原反应氧化还原反应，使金属，使金属化合物中的金属阳离子化合物中的金属阳离子得到电子得到电子变成金属原子。变成金属原子。2、金属冶炼定义、原理及一般步骤、金属冶炼定义、原理及一般步骤（1）定义：）定义：P88（2）原理：）原理：（3）一般步骤）一般步骤1、采矿、采矿2、富集、富集将矿物中的有效成分提取出来，将矿物中的有效成分提取出来， 以减少杂质、提高品位。以减少杂质、提高品位。 3、冶炼、冶炼利用氧化还原原理，在一定条

3、件下，将金利用氧化还原原理，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属矿物中的金属从其化合物中还原出来 要从金属矿物得到金属单质经过要从金属矿物得到金属单质经过过程。过程。还原还原4、精炼、精炼采用一定的方法，提纯金属，采用一定的方法，提纯金属，用于生产和制造各种材料用于生产和制造各种材料浪淘沙浪淘沙-刘禹锡刘禹锡日照澄洲江雾开日照澄洲江雾开,涛金女伴满江隈涛金女伴满江隈. 美人首饰侯王印美人首饰侯王印,尽是沙中海底来尽是沙中海底来. （1）不活泼金属）不活泼金属物理方法物理方法Pt、Au3、金属的冶炼方法、金属的冶炼方法淘金原理淘金原理 刚果手工金矿开采刚果手工金矿开采马达加斯加

4、街头淘金者马达加斯加街头淘金者原理原理:金的金的质量较沙重质量较沙重,在淘去粗沙后在淘去粗沙后,用用水银水银滚动吸附金滚动吸附金,水银是已水银是已知唯一可以粘附金的物知唯一可以粘附金的物质质.（2）不活泼的金属）不活泼的金属热分解法热分解法采用加热分解法，采用加热分解法，又叫做：热分解法又叫做：热分解法Hg、Ag2加热O2Hg2HgO2加热2O4AgO2Ag你认为热分解反应方程式有什么特点？你认为热分解反应方程式有什么特点？ 得到对应的单质得到对应的单质AuCl4加热加热 Au +2Cl2（3）非常活泼的金属的冶炼）非常活泼的金属的冶炼 使它们由化合物转化为单质难易：使它们由化合物转化为单质难

5、易：K、Ca、Na、Mg、Al、 很困难很困难 通常冶炼方法：通常冶炼方法： 电解法电解法 高温下熔融金属化合物然后进行电解高温下熔融金属化合物然后进行电解 -最强力的还原手段最强力的还原手段 电解氧化铝生产车间电解氧化铝生产车间2NaCl(熔融熔融)2Na Cl2电解电解+2Al2O3(熔融熔融)电解电解冰晶石冰晶石4Al+3O2离子交换膜电解槽离子交换膜电解槽 电解电解NaCl溶液溶液 与与电解熔融电解熔融NaCl 不同不同 常温常温高温高温NaOH、H2、Cl2Na、Cl2产物：产物：原因原因:水溶液中水溶液中H+比比Na+先电解出来先电解出来氧化性氧化性H+Na+（4）一些较活泼的金属

6、）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：由化合物转化为单质难易：比较容易比较容易通常冶炼方法：通常冶炼方法：热还原法热还原法加热或者高温下与还原剂反应加热或者高温下与还原剂反应常用还原剂：常用还原剂： C、 CO、 H2、活泼金属（如活泼金属（如Na、Al）成本成本:低低高高炼铁高炉炼铁高炉Fe2O33CO 2Fe3CO2高温高温实验实验4-1 铝热反应铝热反应现象现象原理原理镁条剧烈燃烧，发出白光，导致混合物剧烈镁条剧烈燃烧，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。反应，发出强光，有红热的熔融物生成。2Al+Fe2O3=2Fe+

7、Al2O3高温高温镁条为镁条为引燃剂引燃剂氯酸钾为氯酸钾为助燃剂助燃剂铝热剂：铝热剂：铝与氧铝与氧化铁的混合物化铁的混合物 （1）铝热反应的原理可以应用在）铝热反应的原理可以应用在生产上生产上， 如用于如用于焊接钢轨焊接钢轨等。等。 （2）在）在冶金工业上冶金工业上也常用这一反应原理，也常用这一反应原理， 冶炼冶炼难熔难熔金属金属钒、铬、锰钒、铬、锰等。等。铝热反应铝热反应应用应用3MnO2+4Al = 3Mn+ 2Al2O3高温高温Cr2O3+2Al = 2Cr + Al2O3高温高温3Co3O4+8Al = 9Co + 4Al2O3高温高温（4 4）其它铝热反应）其它铝热反应 不活泼的金属

8、不活泼的金属 金属的冶炼方法总结：金属的冶炼方法总结：金属活动顺序？金属活动顺序？K、Ca、Na、Mg、Al、 Zn、Fe、Sn、Pb、(H)、Cu、 Hg、Ag、Pt、Au 非常活泼的金属非常活泼的金属 较活泼的金属较活泼的金属 电解法电解法热还原法热还原法热分解法热分解法物理方法物理方法历史上金属被发现和冶炼利用的顺序历史上金属被发现和冶炼利用的顺序Au、Ag、Cu、 Fe、 Al、 Ti原因：原因：越活泼的金属越难冶炼，越活泼的金属越难冶炼，熔点越高的金属越难冶炼。熔点越高的金属越难冶炼。随着社会生产力和科学的发展，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难冶炼的金属才被冶炼

9、出来古代古代现代现代大气污染大气污染水污染水污染太湖的蓝藻问题太湖的蓝藻问题 （水华）（水华） 水体污染水体污染 金属矿物资源有限金属矿物资源有限合理利用矿物资源合理利用矿物资源有效使用金属产品、材料有效使用金属产品、材料途径：途径：提高金属矿物的利用率提高金属矿物的利用率减少金属的使用量减少金属的使用量加强金属资源的回收和再利用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使用其他材料代替金属材料金属的回收和环境保护金属的回收和环境保护回收金属的意义：回收金属的意义：（1）节约矿物资源；（）节约矿物资源；（2）节约能源；）节约能源；（3）减少环境污染）减少环境污染自然资源与可持续发展自然

10、资源与可持续发展 自然资源定义：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。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：可持续发展： 尽可能地延长现有资源的可使用年限，尽可能地延长现有资源的可使用年限，保护好自然环境，保护好自然环境，使子孙后代也能够继续发展和安居乐业。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满足其需要之能力的发展 练习练习:1、无色气体、无色气体A与红热的炭反应，得到另一种与红热的炭反应，得到另一种无色气体无色气体B，B与灼热的氧化铜反应，又得与灼热的氧化铜反应，又得到到A，则，则A、B分别是分别是_，_。2、铝热剂中铝作、铝热剂中铝作_。COCO23、根据下表回答，工业生产电解镁应该选择、根据下表回答，工业生产电解镁应该选择_作原料，原因是作原料，原因是_。还原剂还原剂物质物质MgCl2MgO熔点熔点714 2852MgCl2MgCl2的熔点低，的熔点低，电解工艺设备相对电