开发利用金属矿物海水资源

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2一、金属矿物的开发利用一、金属矿物的开发利用 自然界中绝大多数金属以自然界中绝大多数金属以化合态化合态存在存在只有只有少数金属以少数金属以游离态游离态存在（金、铂）存在（金、铂）（一）金属元素在自然界中的存在形式（一）金属元素在自然界中的存在形式3部分金属矿物部分金属矿物黄铜矿黄铜矿赤铁矿赤铁矿铝矿铝矿锰矿锰矿钨矿钨矿锌矿锌矿4 1 1、金属的冶炼金属的冶炼: : 工业上将金工业上将金属从其化合物中还原出来用于生产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。和制造各种金属材料的过程。 2、金属冶炼的实质金属冶炼的实质:

2、 :在一定条在一定条件下件下, ,用还原的方法使金属化合物用还原的方法使金属化合物中的金属离子得到电子变成金属原中的金属离子得到电子变成金属原子。即子。即: :n+M得电子得电子M（被还原）（被还原）（二）金属的冶炼原理（二）金属的冶炼原理51 1、热分解法、热分解法金属活动性顺序表中金属活动性顺序表中的不活泼金属的不活泼金属, , 例如例如: Hg: Hg、AgAg等等练习练习: :写出写出HgOHgO，AgAg2 2OO受热分解的化学方程式受热分解的化学方程式2HgO=2Hg+O22Ag2O=4Ag+O2（三）冶炼金属的几种方法（三）冶炼金属的几种方法62 2、热还原法、热还原法大多数金属

3、（活动性大多数金属（活动性介于介于Zn-CuZn-Cu的金属的金属) )常见还原剂：焦炭、常见还原剂：焦炭、COCO、H H2 2、活泼金属、活泼金属Cu等等CuO +H2 = Cu + H2O高温高温2CuO + C = 2Cu + CO2高温高温Fe2O3+3CO = 2Fe + 3CO2 （高炉炼铁）（高炉炼铁）高温高温7铝热反应铝热反应 反应现象反应现象: :剧烈反应，发出强光，剧烈反应，发出强光，纸漏斗被烧穿，纸漏斗被烧穿，沙子上落有黑色铁珠沙子上落有黑色铁珠。镁条：镁条：引燃剂引燃剂氯酸钾：氯酸钾：助燃剂助燃剂8CuO +H2 = Cu + H2O高温高温Fe2O3+2Al = 2

4、Fe + Al2O3 （铝热法炼铁）（铝热法炼铁） 高温高温铝热剂铝热剂2CuO + C = 2Cu + CO2高温高温Fe2O3+3CO = 2Fe + 3CO2 （高炉炼铁）（高炉炼铁）高温高温9铝热反应铝热反应：铝粉与某些金属氧化物：铝粉与某些金属氧化物（如（如FeFe2 2O O3 3、MnOMnO2 2、CrCr2 2O O、V V2 2O O5 5等）的混等）的混合物在高温下进行的反应。合物在高温下进行的反应。铝热剂铝热剂：铝粉与这些金属氧化物的混：铝粉与这些金属氧化物的混合物。合物。10铝热反应的应用铝热反应的应用 铝热反应的原理可以应用在生产上，铝热反应的原理可以应用在生产上，

5、如用于焊接钢轨等；在冶金工业上也常如用于焊接钢轨等；在冶金工业上也常用这一反应原理，冶炼钒、铬、锰等熔用这一反应原理，冶炼钒、铬、锰等熔点高的金属。点高的金属。113MnO2+4Al = 3Mn+ 2Al2O3高温高温Cr2O3+2Al = 2Cr + Al2O3高温高温请写出请写出MnOMnO2 2、CrCr2 2O O3 3分别与分别与AlAl反应的反应的化学方程式化学方程式12MgCl2 (熔融熔融) = Mg + Cl2 电解电解2Al2O3 (熔融熔融) = 4Al + 3O2 电解电解冰晶石冰晶石2NaCl (熔融熔融) = 2Na + Cl2 电解电解3 3、电解法、电解法极活泼

6、金属（极活泼金属（ AlAl及及AlAl之之前的金属）前的金属）降低熔点降低熔点132NaCl (熔融熔融) = 2Na + Cl2 电解电解14湿法冶金湿法冶金用活泼金属把不活泼用活泼金属把不活泼的金属从它的盐溶液中置换出来的金属从它的盐溶液中置换出来Fe + CuSO4 = Cu + FeSO4Cu + 2AgNO3 =2Ag + Cu(NO3)24 4、其它方法：、其它方法：Cu2S +O2 = 2Cu + SO2 高温高温火法炼铜火法炼铜15（四）金属的回收和资源保护（四）金属的回收和资源保护16K Ca Na Mg g Al Zn Fe Sn Pb (H) Cu Hg g Ag g

7、Pt Au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电解法电解法热还原法热还原法热分热分解法解法物理物理方法方法金属活动性顺序与金属的冶炼方法金属活动性顺序与金属的冶炼方法小小 结结17 1、冶炼金属常用以下几种方法：、冶炼金属常用以下几种方法：以以C、CO或或 H2 作还原剂还原。作还原剂还原。利用铝热反应原理用利用铝热反应原理用Al还原。还原。电解法。电解法。热分解法。热分解法。下列金属各采用哪种方法还原最佳。下列金属各采用哪种方法还原最佳。Fe、Zn、Cu等中等活泼的金属等中等活泼的金属( )Na、Mg、Al等活泼或较活泼金属等活泼或较活泼金属(

8、 )Hg、Ag等不活泼金属等不活泼金属 ( )V、Cr、Mn、W等高熔点金属等高熔点金属( )18 2、下列氧化物不能跟铝粉组、下列氧化物不能跟铝粉组成铝热剂的是成铝热剂的是( ) A.WO3 B.MnO2 C.MgO D.V2O5C19 3 3、工业上用铝土矿（主要成分、工业上用铝土矿（主要成分是是AlAl2 2O O3 3）生产铝的过程，可用简单）生产铝的过程，可用简单示意图表示如下（图中字母代表有示意图表示如下（图中字母代表有关物质的分子式）关物质的分子式）写出写出反应的方程式。反应的方程式。 课堂练习课堂练习1 1 冶炼金属一般有下列四种方法：冶炼金属一般有下列四种方法：焦炭法，焦炭法，水水煤气（或煤气（或H H2 2或或COCO）法，）法，活泼金属置换法，活泼金属置换法，电电解法。四种方法在工业上均有应用。古代有（解法。四种方法在工业上均有应用。古代有（）火烧孔雀石法炼铜，（火烧孔雀石法炼铜，（）湿法炼铜，现代有）湿法炼铜，现代有