《开发利用金属矿物和海水资源》省赛获奖1

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

广义地讲，所谓自然资源，是指在一定时间、地点的条件下能够产生经济价值的，以提高人类当前和将来福利的自然环境因素和条件的总称。可持续发展的目标是满足人类需要，强调人类的行为要受到自然界的制约、强调代际之间、人类和其它生物种群之间、不同国家和不同地区之间的公平。它包括经济的可持续发展，社会的可持续发展、资源可持续发展、环境可持续发展和全球可持续发展。

一、金属矿物的开发和利用请同学们列举出常见金属的名称？

金属元素种类多，分布广，活动性差别大，在自然界的存在形式各异，少数不活泼金属以游离态存在（如金和铂等），多数金属以化合态存在。

人们在生活和生产中使用的金属材料多是合金或纯金属，这就需要把金属从矿石中提炼出来，提炼的过程就是金属的冶炼过程。一、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?金属活动性顺序KCaNaMgAlZnFeSnPb(H)CuHgAgPtAu金属活动性由强逐渐减弱快速阅读课本89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?金属的冶炼的步骤：矿石的富集、冶炼、精炼要根据金属的活动性顺序不同，采取不同的冶炼方法(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⑴热分解法练习:写出HgO，Ag2O受热分解的化学方程式2HgO==2Hg+O2↑2Ag2O==4Ag+O2↑(适用Hg及其以后的不活泼金属)KCaNaMgAlZnFeSnPb(H)CuHgAgHgAg⑵热还原法KCaNaMgAlZnFeSnPb(H)CuHgAgZnFeSnPb(H)Cu（适合大部分金属）CuO+H2===Cu+H2O高温Fe2O3+3CO===2Fe+3CO2高温（适合一些非常活泼金属）MgCl2(熔融)===Mg+Cl2↑电解2Al2O3(熔融)===4Al+3O2↑电解冰晶石2NaCl(熔融)===2Na+Cl2↑电解⑶电解法KCaNaMgAlZnFeSnPb(H)Cu

HgAgPtAuKCaNaMgAlKCaNaMgAl

ZnFeSnPb(H)Cu

HgAg

PtAu电解法热还原法热分解法物理方法金属活动性顺序与金属的冶炼方法小结铝热反应反应现象：剧烈反应，发出强光，纸漏斗被烧穿，沙子上落有黑色铁珠。Fe2O3+2Al===2Fe+Al2O3高温其它铝热反应

3MnO2+4Al===3Mn+2Al2O3高温Cr2O3+2Al===2Cr+Al2O3高温3Co3O4+8Al===9Co+4Al2O3高温铝热反应的应用

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、锰等阅读课本P89页表4-1常见金属的冶炼原理金属的回收和资源保护1、回收金属的意义：（1）节约矿物资源；（2）节约能源；（3）减少环境污染

以铝为例，生产一吨原铝至少要消耗四吨铝土矿资源。当前全球原铝的年产量约2500万吨，年消耗铝土矿超过一亿吨，如果照此发展下去，地球上的铝土矿资源就会越来越少，直至有一天枯竭。如果人类消费的铝能够回收利用，只要回收利用量达到产量的二分之一，每年就将减少铝土矿消耗量约5000万吨，这对保护全球铝土矿资源具有极为重要的意义。其次，利用废杂原料生产一吨合金铝锭与用铝土矿原料生产一吨原铝锭相比，可以节省95％以上的能源消耗。你知道吗？据有关资料统计，

每生产一吨原铝锭需要消耗能源213．2TJ(电能约占82％)，而生产一吨再生铝合金锭所需能源消耗为5．5TJ(燃料约占80％)，仅为原铝锭生产能源消耗的2．6％，优势比较明显。由于铝可以反复循环使用，从再生铝废料中再生产铝，其节能效果更加显著。

另外，再生铝生产中二氧化碳的产生量和排放量与原铝生产相比，大为减少。有资料统计，再生铝生产可比用水电生产原铝减少二氧化碳排放量91%，比用燃油发电减少二氧化碳排放量97％以上，比用煤发电减少的二氧化碳排放量更多，环保效益十分显著。

小资料2、回收金属的实例（1）废旧钢铁用于炼钢；（2）废铁屑用于制铁盐；（3）定影液用于回收银练习1:冶炼金属常用以下几种方法：①以C、CO或H2

作还原剂还原。②利用铝热反应原理用Al还原。③电解法。④热分解法。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()Na、Mg、Al等活泼或较活泼金属()Hg、Ag等不活泼金属()V、Cr、Mn、W等高熔点金属()①③