《开发利用金属矿物和海水资源》(第1课时)

2023/1/111第四章化学与自然资源的开发利用第一节开发利用金属矿物和海水资源第1课时2023/1/112黄铜矿赤铁矿铝矿锰矿钨矿锌矿自然界矿物中的金属元素存在形态?天然金Au天然铂Pt金属矿物的开发利用2023/1/113人类最早发现和应用的金属金属矿物的开发利用2023/1/114C+2CuO==CO2↑+2Cu高温铜镜汉武帝时铜币先秦刀币

铜是人类第一种大量使用的金属，结束了漫长的“石器时代”。

在公元前6000年到7000年左右，人类开始迈进了象征古代文明开端的“铜器时代”。资料卡片Cu2(OH)2CO3

＝2CuO+H2O+CO2↑孔雀石金属矿物的开发利用2023/1/115一、金属的冶炼人们日常应用的金属材料，多为合金或纯金属，这就需要把金属从矿石中提炼出来，这就是人们常说的金属的冶炼。1.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。即：Mn++ne-M想一想:要使金属矿物转化为金属单质,金属元素的化合价如何变化,发生什么反应?金属矿物的开发利用2023/1/116结论：①金属位置越靠后，越易被还原，用一般的还原方法即可；

②金属位置越靠前，越难被还原，要用较强的还原手段来还原金属活动性顺序大约100多年前大约2500年前大约4000年前KCaNaMgAlZnFeSnPb(H)CuHgAgPtAu金属矿物的开发利用2023/1/117金属活动性顺序KCaNaMgAlZnFeSnPb(H)CuHgAgPtAu金属活动性由强逐渐减弱(1)热分解法(2)热还原法(3)电解法二、金属冶炼的方法的选择快速阅读课本88页内容，找出金属冶炼有多少种方法，分别是什么？适用于金属活动顺序表中的哪些金属?要根据金属的活动性顺序不同，采取不同的冶炼方法金属矿物的开发利用2023/1/118（1）热分解法练习:写出HgO、Ag2O受热分解的化学方程式（适用Hg及其以后的不活泼金属）KCaNaMgAlZnFeSnPb(H)CuHgAgHgAg2HgO＝2Hg+O2↑△2Ag2O＝4Ag+O2↑△金属矿物的开发利用2023/1/119（2）热还原法

适用于金属活动性顺序表中的中间的多数金属。它是金属冶炼的常用方法。常用的还原剂有：活泼金属、CO、H2、C(焦炭)KCaNaMgAlZnFeSnPb(H)CuHgAgZnFeSnPb(H)Cu金属矿物的开发利用2023/1/1110湿法炼铜:Fe+CuSO4＝FeSO4+Cu火法炼铜:Cu2S+O2＝2Cu+SO2高温金属矿物的开发利用2023/1/1111实验4-1铝热反应金属矿物的开发利用2023/1/11122Al+Fe2O32Fe+Al2O3高温反应现象：镁条剧烈燃烧，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，沙子上落有黑色铁珠。铝热剂：铝与氧化铁的混合物镁条为引燃剂氯酸钾为助燃剂金属矿物的开发利用2023/1/1113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。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，冶炼钴、铬、锰等。金属矿物的开发利用2023/1/1114

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，当然还有很多其它杂质）中冶炼铝的技术，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。金属矿物的开发利用2023/1/1115金属矿物的开发利用2023/1/1116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。金属矿物的开发利用2023/1/1117Fe2O3＋3CO2Fe＋3CO2高温高炉炼铁金属矿物的开发利用2023/1/1118金属矿物的开发利用2023/1/1119⑶电解法在金属活动性顺序中，K、Na、Ca、Al等几种金属的还原性很强，这些金属的阳离子难得电子，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，而只能用通电分解其熔融盐或氧化物的方法来冶炼。KCaNaMgAlZnFeSnPb(H)Cu

HgAgPtAuKCaNaMgAl金属矿物的开发利用2023/1/11202NaCl(熔融)═2Na+Cl2↑电解金属矿物的开发利用2023/1/1121练习:

写出电解MgCl2、Al2O3的化学方程式MgCl2

═Mg+Cl2↑电解(熔融)2Al2O3═4Al+3O2↑电解(熔融)冰晶石金属矿物的开发利用2023/1/1122镁在地壳中含量只有铝的四分之一，而且镁比铝更加活泼，所以要想矿物质中获取镁，代价比铝更高。海洋中含有大量的氯化镁，海水又咸又苦。咸是因为含有氯化钠，苦是因为含有氯化镁，同样道理，粗盐易潮解是因为其中含有较多的氯化镁，而氯化镁易吸水。据估算，假如每年从海水中提取1亿吨镁再过一百万年，海水中镁的含量也只会从目前的0.13%降低到0.12%，即只减少了万分之一。可谓取之不尽，用之不竭。金属矿物的开发利用2023/1/1123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……………金属矿物的开发利用2023/1/1124(1)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何为自然资源与可持续发展。如何合理利用矿物资源，坚持可持续发展战略？(2)意义节约矿物资源节约能源减少环境污染阅读教材P89最后一段阅读教材P88资料卡片金属矿物的开发利用2023/1/1125表4-1常见金属的冶炼原理金属冶炼原理FeFe2O3+3CO===2Fe+3CO2(高炉炼铁)Fe2O3+2Al===2Fe+Al2O3(铝热法炼铁)高温高温CuCu2S+O2===2Cu+SO2(火法炼铜)Fe+CuSO4===FeSO4+Cu(湿法炼铜)高温MgMgO+C===Mg+CO↑MgCl2(熔融)===Mg+Cl2↑高温Al2Al2O3(熔融)===4Al+3O2↑电解冰晶石Na2NaCl(熔融)===2Na+Cl2↑电解电解金属矿物的开发利用2023/1/11