第四章第一课时 开发利用金属矿物和海水资源

天然金Au天然铂Pt自然界矿物中的金属元素存在形态赤铁矿Fe2O3蓝铜矿Cu3[CO3]2(OH)2

萤石

CaF2.人类使用的金属材料中金属的存在状态？.金、铂等为游离态得电子，被还原Mn+M+ne-主要是化合态将金属从其化合物中复原出来，使之转变为单质的过程。(1)金属在自然界中的存在形式？

(2)金属冶炼指的是什么？

一、金属矿物的开发利用

1、金属的冶炼(3)冶炼金属的步骤：采矿→矿石富集→金属冶炼→精炼.法国皇帝拿破仑是一个喜欢炫耀自己的人。他常常大摆宴席，宴请天下宾客。每次宴会，他总是摆出一副高人一等的样子。餐桌上的用具几乎全是用银制成的，唯有他自己用的那一个碗却是铝制品。思考与交流由于早期炼铝十分困难，所以铝的价格十分昂贵，一度超越金银之上，直至19世纪上半叶，铝还是欧洲许多高级珠宝店的高档货。为什么贵为法国皇帝，在当时却不用高贵而亮丽的银碗，而用色泽要暗得多的铝碗呢？.自从美国青年化学家霍尔创造电解制铝法后，制铝工艺不断改进，现在人们已经熟练掌握了从铝土矿〔主要成分是Al2O3〕中冶炼铝的技术，使得制铝本钱大大下降，使铝走入千家万户。电解槽2Al2O3

(熔融)4Al＋3O2↑电解冰晶石反应原理:.古代中国劳动人民用木炭炼铁我国古代炼铁工业长期领先于世界，我国在西汉初时已经懂得用木炭与铁矿石混合高温冶炼生铁，领先欧洲一千余年，南宋末年的工匠又掌握了用焦炭炼铁，而欧洲最早的英国直到500年后〔相当于清朝乾隆末年〕，才掌握这一技术。反应原理:Fe2O3＋3CO2Fe＋3CO2高温铁矿石焦炭空气石灰石主要原料：.电解法热复原法热分解法

1、思考:工业上如何冶炼铝和铁?为什么铁和铝的冶炼方法不同？金属越活泼，越难冶炼2、金属冶炼方法确实定—由金属活泼性决定KCaNaMgAl

ZnFeSnPb（H）Cu

HgAg弱强电解法还原法Fe2O3＋3CO2Fe＋3CO2高温2Al2O3

(熔融)4Al＋3O2↑电解冰晶石.

3、金属冶炼的方法举例〔1〕热分解法2HgO2Hg＋O2↑加热2Ag2O4Ag＋O2↑加热不活泼金属〔一般是H后的金属〕Cu2S+O22Cu+SO2高温火法炼铜AuCl4加热

Au+2Cl2↑.〔2〕不活泼金属——物理方法Pt、Au淘金原理原理:金的质量较沙重,在淘去粗沙后,用水银滚动吸附金,水银是唯一可以粘附金的物质..〔2〕电解法MgCl2(熔融)Mg＋Cl2↑电解2NaCl(熔融)2Na＋Cl2↑电解2Al2O3(熔融)4Al＋3O2↑电解冰晶石铝土矿适合一些非常活泼金属〔Zn前金属〕.〔常用的复原剂有：焦炭、CO、H2等〕〔3〕热复原法〔Zn—Cu中等活泼金属〕

Fe2O3＋3CO2Fe＋3CO2高温2CuO+C2Cu+CO2高温高炉炼铁主要反应WO3+3H2W+3H2O高温常用的复原剂还有哪些?..铝热反应Fe2O3+2Al===2Fe+Al2O3高温反响放出大量的热，发出耀眼的光辉，纸漏斗下部被烧穿，有熔融物落入沙中。请思考：实验中用到的镁条和氯酸钾有什么作用？铝热剂镁条为引燃剂，氯酸钾为助燃剂放热反响.铝热反应的应用：2Al＋Fe2O32Fe＋Al2O3高温3MnO2＋4Al2Al2O3＋3Mn高温Cr2O3+2Al2Cr+Al2O33Co3O4+8Al9Co+4Al2O3高温高温其它铝热反响：铝热反响：铝＋某些金属氧化物Al2O3＋金属单质高温铝热反响适用于一些没有Al活泼，但是是高熔点的金属单质。如Fe、Cr、V、Mn等.铝热反响的应用：铝热反应应用冶炼难熔的金属焊接钢轨〔冶练常用的复原剂有：焦炭、CO、H2、Al等活泼金属〕.火法炼铜我国古法炼铜-----兴于商周时期灼烧辉铜矿〔Cu2S〕灼烧孔雀石[Cu2(OH)2CO3]与木炭混合物碳法制铜Cu2(OH)2CO3＝2CuO+H2O+CO2↑孔雀石C+2CuO==CO2↑+2Cu高温湿法炼铜中国古代首创的胆水冶铜西汉古籍?淮南万毕术?上就有“曾青得铁，那么化为铜〞的记载。Fe+CuSO4==FeSO4+Cu

Cu2S+O22Cu+SO2高温.4、合理开发和利用矿物资源的途径：〔1〕废旧金属回收；〔2〕矿物资源保护；〔3〕寻找金属替代品。金属铝的回收与利用.〔1〕节约矿物资源；〔2〕节约能源；〔3〕减少环境污染〔1〕废旧钢铁用于炼钢；〔2〕废铁屑用于制铁盐；〔3〕定影液用于回收银回收金属的实例：回收金属的意义：.课堂练习:2、以下关于金属冶炼的说法不正确的选项是()A、金属冶炼是由人类生产生活需要开展起来的B、天然矿藏很少只含一种金属元素往往含有较多杂质C、金属的冶炼主要有矿石的富集、冶炼复原和精炼三个步骤D、金属冶炼一定要用到复原剂D1、金属冶炼的目的是〔〕A、把金属化合物复原为金属单质B、除去金属中的杂质C、把金属单质变为氧化物D、把电能转变为化学能A.5、冶炼金属常用以下几种方法：①以C或H2、CO作为复原剂复原法；②热分解法；③电解法；④铝热法。现冶炼以下金属：Al、Mg、Cu、Hg、Mn，试标明适宜的冶炼方法。Al：；Mg：；Cu：；Hg：；Mn：。③③①2④3、工业上常采用电解法冶炼的金属是〔〕A、FeB、CuC、AlD、Ag4、可用热分解法就可能制得的金属有〔〕A.