《开发利用金属矿物》课件

第四章化学与自然资源的开发与利用第一节开发利用金属矿物和海水资源

第四章化学与自然资源的开发与利用1

一、金属矿物的开发和利用1、请思考（1）请同学们列举出常见金属的名称？越多越好！它们的活动顺序如何？（2）、金属元素在自然界中的存在形式？化合价如何？

一、金属矿物的开发和利用1、请思考2除了金、铂等极少数金属外，绝大多数金属以化合物的形式存在于自然界。在化合物中金属均为正化合价。

除了金、铂等极少数金属外，绝大多数金属以化合物的形式存在于自3

黄铜矿赤铁矿铝矿锰矿钨矿锌矿黄铜矿赤铁矿铝矿锰矿钨矿锌矿4人们在生活和生产中使用的金属材料多是合金或纯金属，这就需要把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，这个过程就是金属的冶炼。人们在生活和生产中使用的金属材料多是合52、金属的冶炼

冶炼金属的实质是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。n+M得电子M（被还原）2、金属的冶炼冶炼金属的实质是用还原的方法使金属化合6+nM矿石中的金属是:分析:得电子,被还原化合态(除金铂）M0KCaNaMgAlZnFeSnPb(H)CuHgAgPtAu金属失电子能力逐渐减弱对应阳离子得电子能力逐渐增强KCaNaMgAlZnFeSnPb(H)CuHgAg

PtAu金属活动性不同，所用的还原方法一样吗？+nM矿石中的金属是:分析:得电子,被还原化合态(除金铂）7①热分解法:适用于金属活动性顺序表中铜以后的金属冶炼。HgAg②电解法:适用于钾、钠、钙、铝等活泼金属的冶炼。KCaNaMgAl③热还原法:适用于金属活动性顺序表中部的金属冶炼ZnFeSnPb(H)Cu

KCaNaMgAlZnFeSnPb(H)CuHgAg3、金属冶炼的方法①热分解法:适用于金属活动性顺序表中铜以后的金属冶炼。Hg8简单，实用，节省的原则1.热分解法

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，位于铜后面的某些金属的氧化物受热能分解。冶炼方法的选择原则:2Ag2O==4Ag+O2↑▲2HgO==2Hg+O2↑▲简单，实用，节省的原则1.热分解法

有些不活泼金属仅用热92．电解法

在金属活动性顺序中，钾、钠、钙、镁、铝等几种金属的还原性很强，这些金属都很容易失去电子，而它们的阳离子很难得到电子，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，而只能用电解其熔融盐或氧化物的方法来冶炼。2Al2O3(熔融)=====4Al+3O2↑

电解冰晶石2NaCl(熔融)====2Na+Cl2↑电解MgCl2(熔融)====Mg+Cl2↑

电解2．电解法2Al2O3(熔融)=====4Al+3O210高温Fe2O3+3CO===2Fe+3CO23.热还原法多数金属的冶炼过程属于热还原法。

常用的还原剂有焦炭、一氧化碳、氢气和活泼金属2CuO+C===2Cu+CO2加热Fe2O3+2Al===2Fe+Al2O3高温高温Fe2O3+3CO===2Fe+3CO211KCaNaMgAlZnFeSnPb（H）CuHgAg电解法热还原法KCaNaMgAl

ZnFeSnPb（H）Cu

HgAg

同种金属可以有不同的冶炼方法:如Cu既可用还原法,也可用电解法,根据其不同用途选择不同的冶炼方法。

活泼

中等活

不活泼（C、CO、H2、Al等）（氧化物、氯化物）（氧化物）KCaNaMgAlZnFeSnPb（H）Cu12实验4－1铝热反应1、镁条的作用是什么？2、氯酸钾的作用是什么？引燃剂反应现象：镁条剧烈燃烧，火星四射，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，有熔融物落入沙中。Fe2O3+2Al===2Fe+Al2O3高温铝热剂实验4－1铝热反应1、镁条的作用是什么？引燃剂反应现象：13结论：铝是常用的还原剂，在一定的条件下与某些金属氧化物反应，把其中的金属还原成单质。Fe2O3+2Al===2Fe+Al2O3高温常见的铝热反应

高温3V2O5+10Al===6V+5Al2O33MnO2+4Al===3Mn+2Al2O3高温Cr2O3+2Al===2Cr+Al2O3高温结论：铝是常用的还原剂，在一定的条件下与某些金属氧化物反应，14铝热反应的应用

铝热反应的原理可以应用在生产上，如用于焊接钢轨等。在冶金工业上也常用这一反应原理，使铝与金属氧化物反应，冶炼钒、铬、锰等等高熔点金属铝热反应的应用

铝热反应的原理可以应用在生产上15合理开发和利用矿物资源，主要途径有：1、提高金属矿物的利用率2、减少金属的使用量3、加强金属资源的回收和再利用4、使用其他材料代替金属材料……………合理开发和利用矿物资源，主要途径有：1、提高金属矿物的利用率161、不同的金属，冶炼方法不同+nM得电子M（被还原）因为金属离子的得电子能力不同，所以冶炼方法不同。2、金属活动性顺序金属的冶炼金属活动顺序金属失电子能力

金属离子的得电子主要冶炼方法K、Ca、Na、Mg、AlZn、Fe、Sn、Pb（H）、CuHg、Ag、强————————————→弱弱————————————→强电解法热还原法热分解法1、不同的金属，冶炼方法不同+nM得电子M（被还原）因为金属17练习1、下列各种冶炼方法中，可以制得相应金属的是（）A、加热氧化铝B、加热碳酸钙C、电解熔融氯化钠D、氯化钠与铝粉高温共热2、根据金属在金属活动顺序表中的位置及性质，推测制取下列金属最适宜的方法，并写出有关反应的化学方程式①Na

②Zn

③Hg

④Au

C电解法加热还原法加热分解法物理提取法练习1、下列各种冶炼方法中，可以制得C电解法加热还原法加热分18请思考比较制取金属单质和非金属单质的反应原理，它们有哪些相同点和不同点？请思考比较制取金属单质和非金属单质的反应原理，它们有哪些19谢谢各位光临指导!谢谢各位光临指导!20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。然而自从美国青年化学家霍尔发明电解制铝法后，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，当然还是有很多其它杂质的）中冶炼铝的技术了，使得制铝成本大大下降，铝的价格也一降千丈，走入千家万户。Al由于早期炼铝十分困难，所以铝的价格十分昂贵，21第四章化学与自然资源的开发与利用第一节开发利用金属矿物和海水资源

第四章化学与自然资源的开发与利用22

一、金属矿物的开发和利用1、请思考（1）请同学们列举出常见金属的名称？越多越好！它们的活动顺序如何？（2）、金属元素在自然界中的存在形式？化合价如何？

一、金属矿物的开发和利用1、请思考23除了金、铂等极少数金属外，绝大多数金属以化合物的形式存在于自然界。在化合物中金属均为正化合价。

除了金、铂等极少数金属外，绝大多数金属以化合物的形式存在于自24

黄铜矿赤铁矿铝矿锰矿钨矿锌矿黄铜矿赤铁矿铝矿锰矿钨矿锌矿25人们在生活和生产中使用的金属材料多是合金或纯金属，这就需要把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，这个过程就是金属的冶炼。人们在生活和生产中使用的金属材料多是合262、金属的冶炼

冶炼金属的实质是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。n+M得电子M（被还原）2、金属的冶炼冶炼金属的实质是用还原的方法使金属化合27+nM矿石中的金属是:分析:得电子,被还原化合态(除金铂）M0KCaNaMgAlZnFeSnPb(H)CuHgAgPtAu金属失电子能力逐渐减弱对应阳离子得电子能力逐渐增强KCaNaMgAlZnFeSnPb(H)CuHgAg

PtAu金属活动性不同，所用的还原方法一样吗？+nM矿石中的金属是:分析:得电子,被还原化合态(除金铂）28①热分解法:适用于金属活动性顺序表中铜以后的金属冶炼。HgAg②电解法:适用于钾、钠、钙、铝等活泼金属的冶炼。KCaNaMgAl③热还原法:适用于金属活动性顺序表中部的金属冶炼ZnFeSnPb(H)Cu

KCaNaMgAlZnFeSnPb(H)CuHgAg3、金属冶炼的方法①热分解法:适用于金属活动性顺序表中铜以后的金属冶炼。Hg29简单，实用，节省的原则1.热分解法

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，位于铜后面的某些金属的氧化物受热能分解。冶炼方法的选择原则:2Ag2O==4Ag+O2↑▲2HgO==2Hg+O2↑▲简单，实用，节省的原则1.热分解法

有些不活泼金属仅用热302．电解法

在金属活动性顺序中，钾、钠、钙、镁、铝等几种金属的还原性很强，这些金属都很容易失去电子，而它们的阳离子很难得到电子，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，而只能用电解其熔融盐或氧化物的方法来冶炼。2Al2O3(熔融)=====4Al+3O2↑

电解冰晶石2NaCl(熔融)====2Na+Cl2↑电解MgCl2(熔融)====Mg+Cl2↑

电解2．电解法2Al2O3(熔融)=====4Al+3O231高温Fe2O3+3CO===2Fe+3CO23.热还原法多数金属的冶炼过程属于热还原法。

常用的还原剂有焦炭、一氧化碳、氢气和活泼金属2CuO+C===2Cu+CO2加热Fe2O3+2Al===2Fe+Al2O3高温高温Fe2O3+3CO===2Fe+3CO232KCaNaMgAlZnFeSnPb（H）CuHgAg电解法热还原法KCaNaMgAl

ZnFeSnPb（H）Cu

HgAg

同种金属可以有不同的冶炼方法:如Cu既可用还原法,也可用电解法,根据其不同用途选择不同的冶炼方法。

活泼

中等活

不活泼（C、CO、H2、Al等）（氧化物、氯化物）（氧化物）KCaNaMgAlZnFeSnPb（H）Cu33实验4－1铝热反应1、镁条的作用是什么？2、氯酸钾的作用是什么？引燃剂反应现象：镁条剧烈燃烧，火星四射，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，有熔融物落入沙中。Fe2O3+2Al===2Fe+Al2O3高温铝热剂实验4－1铝热反应1、镁条的作用是什么？引燃剂反应现象：34结论：铝是常用的还原剂，在一定的条件下与某些金属氧化物反应，把其中的金属还原成单质。Fe2O3+2Al===2Fe+Al2O3高温常见的铝热反应

高温3V2O5+10Al===6V+5Al2O33MnO2+4Al===3Mn+2Al2O3高温Cr2O3+2Al===2Cr+Al2O3高温结论：铝是常用的还原剂，在一定的条件下与某些金属氧化物反应，35铝热反应的应用

铝热反应的原理可以应用在生产上，如用于焊接钢轨等。在冶金工业上也常用这一反应原理，使铝与金属氧化物反应，冶炼钒、铬、锰等等高熔点金属铝热反应的应用

铝热反应的原理可以应用在生产上36合理开发和利用矿物资源，主要途径有：1、提高金属矿物的利用率2、减少金属的使用量3、加强金属资源的回收和再利用4、使用其他材料代替金属材料……………合理开发和利用矿物资源，主要途径有：1、提高金属矿物的利用率371、不同的金属，冶炼方法不同+nM得电子M（被还原）因为金属离子的得电子能力不同，所以冶炼方法不同。2、金属活动性顺序金属的冶炼金属活动顺序金属失电子能力

金属离子的得电子主要冶炼方法K、Ca、Na、Mg、AlZn、Fe、Sn、Pb（H）、CuHg、Ag、强————————————→弱弱————————————→强电解法热还原法热分