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利用第一节

开发利用金属矿物和海水资源难点：金属冶炼的一般方法和原理布尔津县高级中学全晓楠2020.7

第一页，共二十二页。第二页，共二十二页。金属矿物的开发利用第1课时

学习目标

1.知道金属在自然界中的存在形态，金属冶炼的一般方法和原理，会写相关反应的化学方程式。2.掌握铝热反应的原理和实验。3.了解金属回收的意义，树立环保意识。第三页，共二十二页。1．金属元素在自然界中的存在形式少数化学性质不活泼的金属，在自然界中能以

态存在，如

以及少量的银和铜等。绝大多数金属元素在自然界中总是以

态存在。金属的冶炼游离金和铂化合第四页，共二十二页。

人类最早是从由天而降的陨石中获得单质铁的。济南陨铁新疆陨铁南极洲陨铁第五页，共二十二页。金属的冶炼：定义：把金属矿物中的金属从其化合物中还原出来的过程，在工业上称为金属的冶炼。本质：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还原成金属原子。

即：Mn++ne-→M第六页，共二十二页。《浪淘沙》-刘禹锡日照澄洲江雾开,涛金女伴满江隈.美人首饰侯王印,尽是沙中海底来.第七页，共二十二页。淘金原理

刚果手工金矿开采马达加斯加街头淘金者原理是:金的质量较沙重,在淘去粗沙后,用水银滚动吸附金,水银是已知唯一可以粘附金的物质.物理方法第八页，共二十二页。HgO加热Ag2O加热2HgO2Hg＋O2↑加热2Ag2O4Ag＋O2↑加热

古代炼丹术家葛洪，曾经在他的著作《抱朴子》中记载有“丹砂烧之成水银”

不活泼的金属（如Hg、Ag）用高温加热分解其氧化物的方法——热分解法第九页，共二十二页。高炉炼铁Fe2O3＋3CO2Fe＋3CO2高温第十页，共二十二页。我国炼铁技术始于春秋时期

西汉初，先人们就懂得用木炭与铁矿石混合高温冶炼生铁，这领先了欧洲一千余年。南宋时掌握了用焦炭炼铁。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。古代中国劳动人民用木炭炼铁Fe2O3+3C===2Fe+3CO

↑高温第十一页，共二十二页。热还原法：

对于较活泼的金属（Zn、Fe、Sn、Pb、Cu）在加热的条件下，用还原剂将金属从化合物中还原出来。常用的还原剂有：活泼金属、CO、H2、C(焦炭)第十二页，共二十二页。

铝热反应

镁条剧烈燃烧，放出大量的热，发出耀眼的白光，纸漏斗的下部被烧穿，有熔融物落入沙中。实验现象Fe2O3+2Al===2Fe+Al2O3高温第十三页，共二十二页。

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。3MnO2+4Al===3Mn+2Al2O3高温Cr2O3+2Al===2Cr+Al2O3高温第十四页，共二十二页。MgCl2(熔融)电解NaCl(熔融)电解MgCl2(熔融)Mg＋Cl2↑电解2NaCl(熔融)2Na＋Cl2↑电解电解法K、Ca、Na、Mg、Al还原性太强，只有用电解法通电分解其熔融氯化物或氧化物的方法来冶炼。第十五页，共二十二页。火法炼铜

灼烧辉铜矿（Cu2S）湿法炼铜

中国古代首创的胆水冶铜

西汉古籍《淮南万毕术》上就有“曾青得铁，则化为铜”的记载。

Fe+CuSO4==FeSO4+CuCu2S+O22Cu+SO2

高温第十六页，共二十二页。2024/3/917KCaNaMgAlZnFeSnPb(H)CuHgAgPtAu电解法热还原法热分解法物理提取法金属活动性顺序与金属的冶炼方法小结第十七页，共二十二页。金属资源的回收和再利用（1）节约矿物资源（2）节约能源（3）减少环境污染第十八页，共二十二页。练习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：①Na

②Zn

③Hg

④Au

电解法热还原法热分解法物理提取法1．下列金属元素在自然界中可以游离态形式存在的是(

)A．K B．NaC．Ca D．AuD第十九页，共二十二页。203、根据如图所示的实验装置，回答下列问题。写出该反应的化学方程式：_____________________________，在该反应中

是氧化剂，

是还原剂，该反应称为

反应。Fe2O3Al铝热第二十页，共二十二页。(2)选出该实验的实验现象(填写在横线上)：

。①镁条剧烈燃烧；②放出大量的热，并发出耀眼的光芒，③纸漏斗的下部被烧穿；④有红热状态的液珠落入蒸发皿内的细沙上，液珠冷却后变为黑色固体。①②③④(3)写出下列操作或物质的作用：内层纸漏斗底部剪一个孔：

；蒸发皿盛沙：_____________________；镁条：

；氯酸钾：______使熔融物易于落下防止溅落物炸裂蒸发皿引燃剂助燃剂第二十一页，共二十二页。4、冶炼金属常用以下几种方法：（1）以C或H2、CO作还原剂还原法；（2）热分解法（3）电解法（4）铝热法。现冶炼下列金属：Al、Mg、Cu、Hg