高中化学第四章化学与自然资源的开发利用4.1开发利用金属矿物和海水资源.pptx

第四章 化学与可持续发展,第一节 开发利用金属矿物和海水资源,第一课时 金属矿物开发和利用,1/25,学习目标：,1,了解化学方法在金属矿物开发（主要是金属冶炼）。,2,掌握金属冶炼普通原理基础及不一样金属冶炼方法,。,3,。掌握铝热反应原理,2/25,常见金属矿物资源,金矿,Au,铂矿,Pt,少数不活泼金属以游离态存在（如金和铂）,3/25,金,银,人类最早发觉和应用金属分别是：,铜,4/25,黄铜矿,赤铁矿,铝矿,锰矿,钨矿,锌矿,5/25,常见金属矿物资源,白云石,CaMgCO,3,2,辰砂,HgS,黄铜矿,CuFeS,2,菱镁矿,MgCO,3,大多数金属以化合态存在,假如需要金属单质，那怎么办？,？,冶炼金属,6/25,在公元前,6000,年到,7000,年左右，,人们就能冶炼出铜,铜 镜,汉武帝时铜币,先秦刀币,冶炼金属要追溯到古代,7/25,因为我们生活生产需要金属，所以必须要开,发利用金属资源,但金属资源是不可再生资源，不是取之不尽,利用化学知识,，,在科学开发利用金属矿物基础上，使金属矿物资源得到可连续发展,那怎样处理,？,8/25,1,、金属冶炼,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过程在,工业上称为,金属冶炼,一、金属矿物开发利用,9/25,我国在西汉初时已经知道用木炭与铁矿石混合高温冶炼生铁，领先欧洲一千余年。,古代中国劳感人民用木炭炼铁,10/25,回想：初中学过冶炼铁方法？,Fe,2,O,3,+3CO=2Fe+3CO,2,高温,得电子,能由此找出金属冶炼实质吗？,？,2,、金属冶炼实质,实质是用还原方法使,金属化合物中,金属离子得到电子变成金属原子,。,M,得电子,M,（被还原）,n+,还原出金属难易由谁决定？,11/25,K Ca Na Mg Al Zn Fe,Cu Hg Ag Pt Au,电解法,热还原法,热分解法,【,阅读书本,88,页内容思索,】,：在金属活动次序表中，这些金属冶炼方法分别适合用于那些金属呢？,12,物理提取法,结论：,金属位置越靠后，越易被还原，用普通还原方法即可；,金属位置越靠前，越难被还原，要用较强还原伎俩来还原,12/25,讨论：,金属越活泼，越,失电子，该金属离子就越,得电子，还原出该金属就越,。,易,难,难,结论：,因为不一样金属离子得电子能力,不一样，所以要采取,不一样强度冶炼方法,要依据金属活动性次序不一样，采取不一样冶炼方法,13/25,3,、金属冶炼普通方法：,(2),热分解法,（适合一些不活泼金属）,2HgO =2Hg+O,2,加热,2Ag,2,O =4Ag+O,2,加热,(1),物理提取法,(,适合用于极不活泼金属,Pt,、,Au),14/25,（,3,）电解法（适合一,些非常活泼金属,）,MgCl,2,(,熔融,)=Mg+Cl,2,电解,2Al,2,O,3,(,熔融,)=4Al+3O,2,电解,冰晶石,2NaCl(,熔融,)=2Na+Cl,2,电解,思索：电解氯化钠溶液能制得钠吗？,15/25,（,4,）热还原法（适合用于大部分金属）,CuO+H,2,=Cu+H,2,O,高温,Fe,2,O,3,+3CO=2Fe+3CO,2,高温,注：除了,CO,、,H,2,、,C,等做还原剂外，一,些活泼金属如,Al,等也可做还原剂还原金属,16/25,探究试验,4-1,【,提出问题,】,活泼金属能像,CO,那样做还原剂,还原出金属吗？,若能，,Fe,2,O,3,跟,Al,在高温条件下反应生成什么？,17/25,反应现象,：,镁条猛烈燃烧，放出大量热，发出刺眼白光，纸漏斗内,猛烈反应，纸漏斗被烧穿，有熔融物落入沙中,铁。,Fe,2,O,3,+2Al=2Fe+Al,2,O,3,高温,1,、镁条作用是什么？,2,、氯酸钾作用是什么？,铝热反应,结论：,一些活泼金属也可作还原剂还原金属,问题,18/25,3MnO,2,+4Al=,高温,Cr,2,O,3,+2Al=,高温,3Co,3,O,4,+8Al=,高温,其它铝热反应,3Mn+,2Al,2,O,3,2Cr+Al,2,O,3,9Co+4Al,2,O,3,19/25,小结：冶金普通方法：,可见，,越活泼金属越难冶炼,K,、,Ca,、,Na,、,Mg,、,Al,Zn,、,Fe,、,Sn,、,Pb,（,H,）、,Cu,Hg,、,Ag,强,弱,弱,强,电解法,热还原法,热分,解法,Pt,、,Au,主要冶炼方法,金属离子得电子,金属失电子能力,金属活动次序,物理提取法,20/25,我们每年数以亿吨计向自然界索取金属资源，,资源就会越来越少，直至有一天枯竭。,怎样才能使金属资源可连续发展？,讨论：,小资料,以铝为例，生产一吨原铝最少要消耗四吨铝土矿资源。当前全球原铝,年产,量约,2500,万,吨，年,消耗,铝土矿超出,一亿,吨，假如照此发展下去，地球上铝土矿资源就会越来越少，直至有一天枯竭。,阅读：,21/25,4,、金属资源可连续发展,回收和再利用,提升金属矿物利用率,降低金属使用量,使用其它材料代替金属材料,22/25,金属回收和资源保护,23/25,练习,1,、以下各种冶炼方法中，能够制得,对应金属是（）,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,、依据金属在金属活动次序表中位置,及性质，推测制取以下金属最适宜方法：,Na,Zn,Hg,Au,C,电解法,热还原法,热分解法,物理提取法,24/25,4,、,100,多年前，为了表彰门捷列夫对化学出色贡献，英国皇家学会不惜重金制作了一个比黄金还要珍贵奖杯,铝杯，赠予给门捷列夫。,思索：为何人类使用铁器比使用铜器晚？使用铝制品又比使用铁制品晚？,答：金属越活泼，冶炼难度越大，发觉得通常越晚。,3,、铝能用来冶炼难熔金属（如,Fe,、,V,、,Mn,等），这是因为铝有,(),A,两性,B,良好导电性,C,熔点低,D,还原性，在反应中放出大量热,D,25/25,