高中化学 第四章 化学与自然资源的开发利用 4.1.1 开发利用金属矿物和海水资源课件 新人教版必修2

1、第一节第一节 开发利用金属矿物和海水资源开发利用金属矿物和海水资源1 1、了解金属冶炼的实质、方法、了解金属冶炼的实质、方法2 2、通过比较不同金属的冶炼，理解不同活动性的、通过比较不同金属的冶炼，理解不同活动性的 金属冶炼方法不同的原因金属冶炼方法不同的原因3 3、了解金属的回收利用与资源的保护、了解金属的回收利用与资源的保护1 1、了解化学方法在金属矿物开发（主要是金属冶炼）、了解化学方法在金属矿物开发（主要是金属冶炼） 中的作用。中的作用。2 2、在掌握金属冶炼的一般原理的基础上，了解适用、在掌握金属冶炼的一般原理的基础上，了解适用于不同金属的冶炼方法。于不同金属的冶炼方法。 我国我国2

2、121世纪初可持续发展的总体目标是：世纪初可持续发展的总体目标是：可持续发展能力不断增强，经济结构调整取得可持续发展能力不断增强，经济结构调整取得显著成效，人口总量得到有效控制，生态环境显著成效，人口总量得到有效控制，生态环境明显改善，资源利用率显著提高，促进人与自明显改善，资源利用率显著提高，促进人与自然的和谐，推动整个社会走上生产发展、生活然的和谐，推动整个社会走上生产发展、生活富裕、生态良好的文明发展道路。富裕、生态良好的文明发展道路。自然资源与可持续发展自然资源与可持续发展 1 1、金属冶炼指什么？、金属冶炼指什么？2 2、为什么不同金属的冶炼方法不同？、为什么不同金属的冶炼方法不同？

3、 3 3、金属活动顺序与金属冶炼有什么关系？、金属活动顺序与金属冶炼有什么关系？金属的冶炼自然界中的金属大都以化合态存在自然界中的金属大都以化合态存在用化学的方法把化合态的金属变成游离态用化学的方法把化合态的金属变成游离态要考虑的问题要考虑的问题矿石的富集矿石的富集合适的冶炼方法合适的冶炼方法如何精炼如何精炼+n+nM M矿石中的金属是矿石中的金属是: :得得电子电子, , 被还原被还原化合态化合态M M0 0K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb(H)Cu Hg Ag Pt AuK Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb(H)Cu Hg Ag Pt Au金属活动性逐渐减弱

4、金属活动性逐渐减弱K Ca Na Mg AlK Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb(H)Cu Zn Fe Sn Pb(H)Cu Hg AgHg Ag Pt AuPt Au金属活动性不同，还原方法金属活动性不同，还原方法一样一样吗？吗？p88p88（1）热分解法）热分解法:适用于金属活动性顺序表中适用于金属活动性顺序表中氢氢以后以后的金属冶炼。的金属冶炼。 Hg AgHg Ag（2）热还原法）热还原法:适用于金属活动性顺序表适用于金属活动性顺序表中部中部的金属冶炼的金属冶炼 Zn Fe Sn Pb (H) CuZn Fe Sn Pb (H) Cu （3）电解法）电解法:适用于钾、钠、

5、钙、铝等适用于钾、钠、钙、铝等活泼金活泼金属属的冶炼。的冶炼。 K Ca Na Mg AlK Ca Na Mg Al ( (4) 物理提取法物理提取法：适用于：适用于极不活泼极不活泼的金属的金属的的冶炼。冶炼。Pt AuPt Au简单，实用，节省的原则简单，实用，节省的原则1.1.热分解法热分解法 有些不活泼金属仅用热分解法就能制得。有些不活泼金属仅用热分解法就能制得。 在金属活动性顺序表中，位于在金属活动性顺序表中，位于氢氢后面的某些金属的后面的某些金属的氧化物氧化物受热就能分解。受热就能分解。冶炼方法的选择原则冶炼方法的选择原则: :2Ag2Ag2 2O = 4Ag + OO = 4Ag

6、+ O2 22HgO = 2Hg + O2HgO = 2Hg + O2 22 2电解法电解法在金属活动性顺序中，钾、钠、钙、铝等几种金属的在金属活动性顺序中，钾、钠、钙、铝等几种金属的还原性还原性很强很强，这些金属都很容易失去电子，因此不能，这些金属都很容易失去电子，因此不能用一般的方法和还原剂使其从化合物中还原出来，而用一般的方法和还原剂使其从化合物中还原出来，而只能只能用用通电分解其通电分解其熔融盐熔融盐或或氧化物氧化物的方法来冶炼。的方法来冶炼。2Al2Al2 2O O3 3( (熔融熔融)= 4Al + 3O)= 4Al + 3O2 2 电解电解冰晶石冰晶石2NaCl(2NaCl(熔融

7、熔融) = 2Na + Cl) = 2Na + Cl2 2电解电解MgClMgCl2 2( (熔融熔融) = Mg + Cl) = Mg + Cl2 2 电解电解高温高温FeFe2 2O O3 3 + 3CO = 2Fe + 3CO+ 3CO = 2Fe + 3CO2 23.3.热还原法热还原法 多数金属的冶炼过程属于热还原法多数金属的冶炼过程属于热还原法 常用的还原剂有常用的还原剂有焦炭、焦炭、一氧化碳一氧化碳、氢气氢气 和和活泼金属活泼金属等等WOWO3 3 + 3 H+ 3 H2 2 = W + 3H= W + 3H2 2O O高温高温FeFe2 2O O3 3 + 2 Al = 2Fe

8、 + Al+ 2 Al = 2Fe + Al2 2O O3 3高温高温MgO + CMgO + C = Mg + CO= Mg + CO高温高温实验实验4 41 1铝热反应铝热反应 p891 1、镁条镁条的作用是什么？的作用是什么？2 2、氯酸钾氯酸钾的作用是什么？的作用是什么？问题问题引燃剂引燃剂反应现象反应现象：镁条剧烈燃烧，放出大量的热，发出镁条剧烈燃烧，放出大量的热，发出耀眼的白光，纸漏斗内剧烈反应，纸漏斗被烧穿，耀眼的白光，纸漏斗内剧烈反应，纸漏斗被烧穿，有熔融物落入沙中。有熔融物落入沙中。FeFe2 2O O3 3+ 2Al = 2Fe + Al+ 2Al = 2Fe + Al2

9、2O O3 3高温高温铝热剂铝热剂反应现象反应现象：剧烈反应，发出强光，纸漏斗被烧穿，：剧烈反应，发出强光，纸漏斗被烧穿，沙子上落有黑色铁珠。沙子上落有黑色铁珠。铝热反应的应用铝热反应的应用铝热反应的原铝热反应的原理可以应用在生产上，理可以应用在生产上，如用于如用于焊接钢轨焊接钢轨等。等。在冶金工业上也常用在冶金工业上也常用这一反应原理，使铝这一反应原理，使铝与金属氧化物反应，与金属氧化物反应，冶炼冶炼钒、铬、锰钒、铬、锰等等等等高熔点高熔点金属金属结论：结论：铝是常用的铝是常用的还原剂还原剂，在一定的条件下与某些金属，在一定的条件下与某些金属氧化物反应，把其中的金属氧化物反应，把其中的金属还

10、原还原成成单质单质。FeFe2 2O O3 3 + 2Al = 2Fe + Al+ 2Al = 2Fe + Al2 2O O3 3高温高温其它铝热反应其它铝热反应 高温高温3Co3Co3 3O O4 4 + 8Al = 9Co + 4Al+ 8Al = 9Co + 4Al2 2O O3 33MnO3MnO2 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K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn PbK Ca Na Mg A

11、l Zn Fe Sn Pb（H H）Cu Hg AgCu Hg Ag电解法电解法热还原法热还原法不同金属冶炼方法的选择不同金属冶炼方法的选择K Ca Na Mg AlK Ca Na Mg Al Zn Fe Sn PbZn Fe Sn Pb（H H）CuCu Hg AgHg Ag 同种同种金属可以有金属可以有不同不同的冶炼方法的冶炼方法: : 如如 Mg Mg 既可用既可用还还原法原法, , 也可用也可用电解法电解法, , 根据其不同用途选择不同的冶根据其不同用途选择不同的冶炼方法。炼方法。 活泼活泼 中等活泼中等活泼 不活泼不活泼（C C、COCO、H H2 2、AlAl等）等）（氧化物、氯化

12、物）（氧化物、氯化物）（氧化物）（氧化物）请结合金属活泼性顺序表总结请结合金属活泼性顺序表总结金属冶炼方法的一般规律：金属冶炼方法的一般规律：金属的活动顺序金属的活动顺序KCaNaMgAlZnFeSnPbCuHgAgPtAu金属原子失电子能力金属原子失电子能力金属离子得电子能力金属离子得电子能力主要冶炼方法主要冶炼方法强强弱弱强强弱弱电解法电解法热还原法热还原法热分解法热分解法从石器、青铜器到铁器时代，金属的冶炼体现了人类文明的从石器、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。图发展水平。图4-1-24-1-2表示了三种金属被人类开发利用的大致年表示了三种金属被人类开发利用的大致年

13、限，之所以有先后，主要取决于（限，之所以有先后，主要取决于（ ） 图图4-1-24-1-2A.A.金属导电性强弱金属导电性强弱 B.B.金属在地壳中含量多少金属在地壳中含量多少C.C.金属的化合价高低金属的化合价高低 D.D.金属的活动性强弱金属的活动性强弱D D下表中金属的冶炼原理与方法不完全正确的是（ ） c请结合金属活泼性顺序总结请结合金属活泼性顺序总结金属冶炼方法的一般规律：金属冶炼方法的一般规律：金属的活动顺序金属的活动顺序KCaNaMgAlZnFeSnPbCuHgAgPtAu金属原子失电子能力金属原子失电子能力金属离子得电子能力金属离子得电子能力主要冶炼方法主要冶炼方法强强弱弱强强弱弱电解法电解法热还原法热还原法热分解法热分解法 金属的回收和资源保护金属的回收和资源保护 p89p89回收金属的意义：回收金属的意义：（1 1）节