化学与自然资源的开发利用

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Fe2O3Cu3[CO3]2(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Pt1、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要从金属矿物得到金属单质经过过程。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、Au3、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AuCl4加热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)2NaCl2↑电解+2Al2O3(熔融)电解冰晶石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、Cl2Na、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Fe2O3＋3CO2Fe＋3CO2高温实验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3MnO2+4Al===3Mn+2Al2O3高温Cr2O3+2Al===2Cr+Al2O3高温3Co3O4+8Al===9Co+4Al2O3高温（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________。COCO23、根据下表回答，工业生产电解镁应该选择_______作原料，原因是_______________________________。还原剂物质MgCl2MgO熔点714℃