开发利用金属矿物和海水资源1

1、 法国皇帝拿破仑是一个喜欢炫耀的人。他常大摆宴法国皇帝拿破仑是一个喜欢炫耀的人。他常大摆宴席，宴请天下宾客。餐具几乎全是用银制成的，唯有他自席，宴请天下宾客。餐具几乎全是用银制成的，唯有他自己用的碗却是铝制品。为什么贵为皇帝，在当时不用高贵己用的碗却是铝制品。为什么贵为皇帝，在当时不用高贵而亮丽的银碗，却用色泽暗得多的铝碗呢？而亮丽的银碗，却用色泽暗得多的铝碗呢？ 由于早期炼铝十分困难，所以铝的价格十分昂贵，一由于早期炼铝十分困难，所以铝的价格十分昂贵，一度高于金银。直到美国化学家霍尔发明电解制铝法后，人度高于金银。直到美国化学家霍尔发明电解制铝法后，人们熟练掌握了从铝土矿（主要成分是们熟练掌

2、握了从铝土矿（主要成分是Al2O3）中冶炼铝的技）中冶炼铝的技术，使得制铝成本大大下降，铝的价格也一落千丈，走入术，使得制铝成本大大下降，铝的价格也一落千丈，走入千家万户。千家万户。请分析工业炼铁和氢气还原氧化铜这两个化学反应方请分析工业炼铁和氢气还原氧化铜这两个化学反应方程式，标出化合价变化情况，并完成下列空格。程式，标出化合价变化情况，并完成下列空格。Fe2O3+3CO = 2Fe + 3CO2 高温高温CuO+H2 = Cu + H2O 高温高温+3 +2 0 +4 +2 0 0 +1 Fe2O3作作_剂，在反应过程中剂，在反应过程中_电子，电子，被被_成成Fe；CO作作_剂。剂。CuO

3、作作_剂，在反应过程中剂，在反应过程中_电子，电子，被被_成成Cu；H2作作_剂。剂。氧化氧化氧化氧化还原还原还原还原还原还原还原还原得到得到得到得到1、金属冶炼的定义：、金属冶炼的定义：2、金属冶炼的本质：、金属冶炼的本质： 在一定条件下，在一定条件下，用还原的方法使金属化合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子。物中的金属离子得到电子变成金属原子。 （ 即即 M n+ + n e- = M ） 将金属从其化合物中还原出来，用于生产将金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，在工业上称为金和制造各种金属材料的过程，在工业上称为金属的冶炼。属的冶炼。一、金属

4、矿物的开发利用一、金属矿物的开发利用K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb (H) Cu Hg Ag Pt Au金属原子失电子能力越来越弱金属原子失电子能力越来越弱金属阳离子得电子能力越来越强金属阳离子得电子能力越来越强电解法电解法热还原法热还原法热分解法热分解法物理物理方法方法3、金属冶炼的方法：、金属冶炼的方法：（1）热分解法（对于）热分解法（对于不活泼金属不活泼金属，可以直接用，可以直接用加热分解的方法将金属从其化合物中还原出来加热分解的方法将金属从其化合物中还原出来 ） HgO =加热加热2 2HgO2 Ag2O =加热加热2 4AgO2（2）热还原法）热还原法 ZnCu中

5、等活泼金属中等活泼金属，通常是用还原剂，通常是用还原剂（C、CO、H2、活泼金属、活泼金属等）将金属从其化合等）将金属从其化合物中还原出来。物中还原出来。Fe2O3+ CO =高温高温CuO+H2 = Cu + H2O高温高温高炉炼铁的主要反应高炉炼铁的主要反应3 2Fe + 3CO2 铝热反应铝热反应 （实验（实验41） 反应物：反应物： 铝粉、氧化铁铝粉、氧化铁镁条和氯酸钾的作用：镁条和氯酸钾的作用： 产生高温条件，引发反应产生高温条件，引发反应 反应热效应：反应热效应： 放热反应放热反应 现象：现象： 火星四溅、纸漏斗被烧穿火星四溅、纸漏斗被烧穿 有熔融物从纸漏斗中流出有熔融物从纸漏斗中

6、流出 铝热反应铝热反应 Fe2O3 +2Al =2Fe + Al2O3 高温高温铝热剂铝热剂3MnO2+4Al = 3Mn+ 2Al2O3高温高温Cr2O3+2Al = 2Cr + Al2O3高温高温3Co3O4+8Al = 9Co + 4Al2O3高温高温铝热反应：铝粉与某些金属氧化物（如铝热反应：铝粉与某些金属氧化物（如Fe2O3、MnO2、Cr2O、V2O5等）的混合物在高温下进等）的混合物在高温下进行的反应。其中铝粉与这些金属氧化物的混合行的反应。其中铝粉与这些金属氧化物的混合物称为铝热剂。物称为铝热剂。用途：用途： 焊接金属焊接金属 冶炼难熔金属，如钒、铬、锰冶炼难熔金属，如钒、铬、

7、锰（3）电解法（适合一些）电解法（适合一些非常活泼金属非常活泼金属） MgCl2 (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（铝土矿（铝土矿) )物质物质MgOMgCl2Al2O3AlCl3熔点熔点/28527142050190.7（4）物理提取法（主要用于提取以游离态存）物理提取法（主要用于提取以游离态存在的极不活泼金属，在的极不活泼金属，Pt、Au）游离态游离态化合态化合态K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb (H) Cu Hg Ag Pt Au

8、电解法电解法热还原法热还原法热分解法热分解法还原剂：还原剂：C CO Al H2 金属矿物的富集金属矿物的富集金属的冶炼金属的冶炼金属的精炼金属的精炼 物理物理 方法方法金属的存在和冶炼金属的存在和冶炼小小 结结 1. 下列叙述错误的是（下列叙述错误的是（ ） A、炼铁时，还原剂、炼铁时，还原剂CO将铁从铁矿石中还原出来将铁从铁矿石中还原出来 B、活泼金属、活泼金属Na用电解法冶炼用电解法冶炼 C、汞的冶炼只能用热还原法、汞的冶炼只能用热还原法 D、铝的冶炼一般用热还原法、铝的冶炼一般用热还原法 CD2. 下列各种冶炼方法正确的是（下列各种冶炼方法正确的是（ ） A、加热氧化铝、加热氧化铝 B

9、、加热碳酸钙、加热碳酸钙 C、电解熔融氯化钠、电解熔融氯化钠 D、氯化钠与铝粉高温共热、氯化钠与铝粉高温共热 C3. 宋朝初期，我国已将湿法炼铜应于生产，宋朝初期，我国已将湿法炼铜应于生产，其反应原理为（其反应原理为（ ） A、CuO+H2=Cu+H2O B、CuO+CO=CO2+Cu C、Fe+CuSO4=Cu+FeSO4 D、Cu2(OH)2CO3=2CuO+H2O+CO2C4. 冶炼和提取金属常用以下几种方法：冶炼和提取金属常用以下几种方法：以以C或或CO、H2作还原剂还原作还原剂还原 电解法电解法 热分解法热分解法 铝热反应铝热反应 物理提取法物理提取法现冶炼和提取下列金属，试标明适宜的冶炼或提现冶炼和提取下列金属，试标明适宜的冶炼或提取方法。取方法。 Fe_； Mg_；Cu_； Hg_； Na_；Au_。5. 古代的古代的“药金药金”外观与金相似，常被误以为外观与金相似，常被误以为是金子，冶炼方法如下：将碳酸锌、赤铜是金子，冶炼方法如下：将碳酸锌、赤铜（Cu2O）、木炭按一定比例混合，加热到）、木炭按一定比例混合，加热到800