開(kāi)發(fā)利用金屬礦物

1、開(kāi)發(fā)利用金屬礦物和海水資源開(kāi)發(fā)利用金屬礦物和海水資源 第第1課時(shí)課時(shí): 金屬礦物的開(kāi)發(fā)利用金屬礦物的開(kāi)發(fā)利用2009年年5月月12日星期二日星期二 廣州華美中加高中廣州華美中加高中 張欣張欣 絕大多數(shù)金屬元素以什么形態(tài)絕大多數(shù)金屬元素以什么形態(tài)存在于自然界中？存在于自然界中？大多數(shù)金屬元素：大多數(shù)金屬元素： 化合態(tài)化合態(tài), , 如如Na、Fe極少數(shù)金屬元素：極少數(shù)金屬元素： 游離態(tài)游離態(tài), , 如如Au、Pt一、金屬的冶煉方法1、金屬的存在形態(tài)：金屬礦石金屬礦石黃銅礦黃銅礦 CuFeS2菱鎂礦菱鎂礦 MgCO3 螢石螢石 CaFCaF2 2 部分金屬礦物部分金屬礦物黃銅礦黃銅礦赤鐵礦赤鐵礦鋁礦

2、鋁礦錳礦錳礦鎢礦鎢礦鋅礦鋅礦現(xiàn)代現(xiàn)代鋁、鐵合金等多樣化的材料鋁、鐵合金等多樣化的材料不銹鋼器具金條金條首飾首飾2.你知道從金屬礦物中冶煉金屬你知道從金屬礦物中冶煉金屬,一般一般要經(jīng)過(guò)哪些步驟要經(jīng)過(guò)哪些步驟?礦石富集礦石富集金屬冶煉金屬冶煉金屬精煉金屬精煉金屬冶煉的步驟金屬冶煉的步驟:思考：金屬冶煉的實(shí)質(zhì)是什么？思考：金屬冶煉的實(shí)質(zhì)是什么？ 金屬冶煉的實(shí)質(zhì)金屬冶煉的實(shí)質(zhì) 金屬元素：金屬元素：化合態(tài)化合態(tài) 金屬冶煉方法的依據(jù)為：金屬冶煉方法的依據(jù)為： 金屬活動(dòng)性金屬活動(dòng)性即：即：Mn+ + ne- M得到電子得到電子游離態(tài)游離態(tài)（1 1）. .熱還原法熱還原法 v常用的還原劑：H2、CO、C、活潑

3、金屬 高溫高溫 H2+CuO = Cu+H2O 高溫高溫 Fe2O3+3CO = 2Fe+3CO2（較活潑金屬的冶煉）（較活潑金屬的冶煉）3、冶煉金屬的方法、冶煉金屬的方法鋁熱反應(yīng) 活潑金屬也可以做還原劑，把相對(duì)不活潑的金屬置換出來(lái)，例如：鋁 高溫高溫v Fe2O3+2Al = 2Fe+Al2O3 實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)4-1 鋁熱反應(yīng)鋁熱反應(yīng)現(xiàn)象現(xiàn)象原理原理鎂條劇烈燃燒，發(fā)出白光，導(dǎo)致混合物鎂條劇烈燃燒，發(fā)出白光，導(dǎo)致混合物劇烈反應(yīng)，發(fā)出強(qiáng)光，有紅熱的熔融物生成。劇烈反應(yīng)，發(fā)出強(qiáng)光，有紅熱的熔融物生成。2Al+Fe2O3=2Fe+Al2O3高溫高溫鎂條為鎂條為引燃劑引燃劑氯酸鉀為氯酸鉀為助燃劑助燃劑鋁熱劑

4、：鋁熱劑：鋁與氧鋁與氧化鐵的混合物化鐵的混合物鋁熱反應(yīng)的應(yīng)用鋁熱反應(yīng)的應(yīng)用 鋁熱反應(yīng)的原理可以應(yīng)用在生產(chǎn)上，如用于鋁熱反應(yīng)的原理可以應(yīng)用在生產(chǎn)上，如用于焊接鋼軌焊接鋼軌等；在冶金工業(yè)上也常用這一反應(yīng)原理，等；在冶金工業(yè)上也常用這一反應(yīng)原理，冶煉釩、鉻、錳冶煉釩、鉻、錳等等熔點(diǎn)高熔點(diǎn)高的金屬。的金屬。2HgO=2Hg+O22Ag2O=4Ag+O2（不活潑金屬的冶煉）（不活潑金屬的冶煉）（2）加熱分解法）加熱分解法3、冶煉金屬的方法、冶煉金屬的方法（3 3）. .電解法電解法（非?；顫娊饘俚囊睙挘ǚ浅；顫娊饘俚囊睙挘╇娊怆娊?Al2O3(熔融熔融) = 4Al+3O2冰晶石冰晶石2NaCl(熔融

5、熔融)=2Na+Cl2 MgCl2(熔融熔融)=Mg+Cl2 電解電解電解電解冰晶石：冰晶石：Na3AlF63、冶煉金屬的方法、冶煉金屬的方法請(qǐng)結(jié)合金屬活潑性順序表總結(jié)請(qǐng)結(jié)合金屬活潑性順序表總結(jié)金屬冶煉方法的一般規(guī)律：金屬冶煉方法的一般規(guī)律：金屬的活動(dòng)順序金屬的活動(dòng)順序 K Ca Na Mg AlZn Fe Sn Pb CuHg Ag 金屬原子失電子能力金屬原子失電子能力金屬離子得電子能力金屬離子得電子能力主要冶煉方法主要冶煉方法強(qiáng)強(qiáng)弱弱強(qiáng)強(qiáng)弱弱電解法電解法熱還原法熱還原法熱分解法熱分解法表表4-1 常見(jiàn)金屬的冶煉原理常見(jiàn)金屬的冶煉原理金屬金屬冶煉原理冶煉原理FeFe2O3+3CO=2Fe+3

6、CO2(高爐煉鐵高爐煉鐵)Fe2O3+2Al=2Fe+Al2O3(鋁熱法煉鐵鋁熱法煉鐵)高溫高溫高溫高溫CuCu2S+O2=2Cu+SO2(火法煉銅火法煉銅)Fe+CuSO4=FeSO4+Cu(濕法煉銅濕法煉銅)高溫高溫MgMgO+C=Mg+COMgCl2(熔融熔融)=Mg+Cl2高溫高溫Al2Al2O3(熔融熔融)=4Al+3O2電解電解冰晶石冰晶石Na2NaCl(熔融熔融)=2Na+Cl2電解電解電解電解討論v1、人類先進(jìn)入青銅器時(shí)代，還是 先進(jìn)入鐵器時(shí)代，為什么？v2、從能量轉(zhuǎn)化和環(huán)保的角度討論， 為什么要合理利用金屬資源？ 怎樣合理利用？金屬資源的合理利用金屬資源的合理利用v1、提高金

7、屬礦物的利用率提高金屬礦物的利用率v2、減少金屬的使用量、減少金屬的使用量v3、加強(qiáng)金屬資源的回收和再利用、加強(qiáng)金屬資源的回收和再利用v4、使用其他材料代替金屬材料、使用其他材料代替金屬材料4、金屬的回收和資源保護(hù)、金屬的回收和資源保護(hù)回收金屬的意義：回收金屬的意義：（1）節(jié)約礦物資源；）節(jié)約礦物資源；（2）節(jié)約能源；）節(jié)約能源；（3）減少環(huán)境污染）減少環(huán)境污染海洋中的礦產(chǎn)資源海洋中的礦產(chǎn)資源K Ca Na Mg Al Zn FeCu Hg Ag Pt Au電解法電解法熱還原法熱還原法熱分解法熱分解法金屬活動(dòng)順序與金屬冶煉金屬活動(dòng)順序與金屬冶煉方法的關(guān)系：方法的關(guān)系：思考總結(jié)：達(dá)標(biāo)練習(xí)達(dá)標(biāo)練習(xí)

8、1在冶金工業(yè)上，均不能用通?；瘜W(xué)在冶金工業(yè)上，均不能用通?；瘜W(xué) 還原劑制得的金屬組是還原劑制得的金屬組是 （ ） ANa、Mg 、Al BNa、K 、Zn CFe、Cu、Ag DNa、Ca、CuA2目前，工業(yè)上冶煉鋁目前，工業(yè)上冶煉鋁 通常采用的方法是通常采用的方法是 （ ） ACO或氫氣還原法或氫氣還原法 B鋁熱反應(yīng)法鋁熱反應(yīng)法C電解法電解法 D熱分解法熱分解法C3下列敘述正確的是（下列敘述正確的是（ ） A工業(yè)上用電解熔融氯化鈉的工業(yè)上用電解熔融氯化鈉的方法制取鈉方法制取鈉B鈉加入氯化鎂的飽和溶液中鈉加入氯化鎂的飽和溶液中可以制取金屬鎂可以制取金屬鎂C電解冶煉鋁的原料是氯化鋁電解冶煉鋁的原料是氯化鋁 D碳在高溫下能還原氧化鋁中的鋁碳在高溫下能還原氧化鋁中的鋁A4下列說(shuō)法正