高一化學開發(fā)利用金屬礦物和海水資源-完整精講版課件

1、第四章 化學與自然資源的開發(fā)利用第一節(jié) 開發(fā)利用金屬礦物和海水資源 一、金屬礦物的開發(fā)利用黃銅礦赤鐵礦鋁礦錳礦鎢礦鋅礦一、金屬礦物的開發(fā)利用1、金屬元素的存在： 除了金、鉑等極少數金屬外，絕大多數金屬以化合物的形式存在于自然界。2、金屬的冶煉 冶煉金屬的實質是用還原的方法使金屬化合物中的金屬離子得到電子變成金屬原子。n+M得電子M（被還原）金屬活動性順序K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb (H) Cu Hg Ag Pt Au金屬活動性逐漸減弱金屬離子的得電子能力逐漸增強金屬冶煉的方法 要根據金屬的活動性順序不同，采取不同的冶煉方法（2）熱分解法（適合一些不活潑金屬）2HgO =

2、 2Hg + O2 加熱2Ag2O = 4Ag + O2 加熱3、金屬冶煉的方法（1）物理提取法： 適用于極不活潑的金屬Pt、Au（3）熱還原法（適用于大部分金屬）CuO+H2 = Cu + H2O Fe2O3+3CO = 2Fe + 3CO2高溫鋁熱反應實驗41 注意觀察現(xiàn)象反應現(xiàn)象：鎂條劇烈燃燒，放出大量熱，發(fā)出耀眼白光，紙漏斗內劇烈反應，紙漏斗被燒穿，有熔融物落入沙中。Fe2O3+2Al = 2Fe + Al2O3高溫鋁熱劑 鋁還原劑（活潑金屬可作還原劑）3MnO2+4Al = 3Mn+ 2Al2O3高溫Cr2O3+2Al = 2Cr + Al2O3高溫3Co3O4+8Al = 9Co

3、+ 4Al2O3高溫其它的鋁熱反應：應用：(1)焊接鋼軌，(2)冶煉金屬。 由于早期煉鋁十分困難，所以鋁的價格十分昂貴，一度超越金銀之上，直至19世紀上半葉，鋁還是歐洲許多高級珠寶店的高檔貨。 然而自從美國青年化學家霍爾發(fā)明電解制鋁法后，制鋁工 藝不斷改進，現(xiàn)在人們已經熟練掌握了從鋁土礦（主要成 分是Al2O3，當然還是有很多其它雜質的）中冶煉鋁的技術了，使得制鋁成本大大下降，鋁的價格也一降千丈，走入千家萬戶。Al（4）電解法（適合一些非常活潑金屬） MgCl2 (熔融) = Mg + Cl2 電解2Al2O3 (熔融) = 4Al + 3O2 電解冰晶石2NaCl (熔融) = 2Na +

4、Cl2 電解 今天鋁的產量已經僅次于鋼鐵了，鋁及鋁合金成為現(xiàn)代文明不可缺少的金屬，鋁在工業(yè)上被稱為“鋼精”，是因為它的合金不但輕，而且強度足以替代鋼鐵，鋁除了用于建材之外，還被用于航天工業(yè)，如我國第一顆人造衛(wèi)星東方紅一號，外殼全部用鋁合金制成，美國的阿波羅11號，宇宙飛船所用的金屬材料中，鋁及合金75%左右，可以說人類送上太空的金屬中，鋁是最多的了。注意：正常人的人體，每70公斤體重約含61毫克鋁。 但鋁攝入過多卻是對人體有害的，經研究表明，鋁元素能滲入人腦，與神經元細胞釋放出來的具有傳遞信息功能的有機堿反應，導致神經系統(tǒng)傳遞信息受阻，引起老年癡呆。鎂在地殼中含量只有鋁的四分之一，而且鎂比鋁更

5、加活潑，所以要想礦物質中獲取鎂，代價比鋁更高。Mg海洋中含有大量的氯化鎂，海水又咸又苦。咸是因為含有氯化鈉，苦是因為含有氯化鎂，同樣道理，粗鹽易潮解是因為其中含有較多的氯化鎂，而氯化鎂易吸水。據估算，假如每年從海水中提取1億噸鎂再過一百萬年，海水中鎂的含量也只會從目前的0.13%降低到0.12%，即只減少了萬分之一?？芍^取之不盡，用之不竭。K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb（H）Cu Hg Ag金屬活動性（還原性）：強弱電解法熱還原法熱分解法K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb（H）Cu Hg Ag離子的氧化性弱強K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb (H) Cu Hg AgPt Au電解法熱還原法熱分解法物理提取法合理開發(fā)和利用礦物資源，主要途徑有：1、提高金屬礦物的利用率2、減少金屬的使用量3、加強金屬資源的回收和再利用4、使用其他材料代替金屬材料 練習1、下列各種冶煉方法中，可以制得 相應金屬的是（ ）A、加熱氧化鋁 B、加熱碳酸鈣C、電解