開發(fā)利用金屬礦物資源

開發(fā)利用金屬礦物資源第1頁(yè)，課件共56頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月殷墟考古發(fā)現(xiàn)，3000多年前我國(guó)古代勞動(dòng)人民就掌握了孔雀石煉銅工藝?？兹甘疌u2(OH)2CO3Cu2(OH)2CO3＝2CuO+H2O+CO2↑孔雀石C+2CuO==CO2↑+2Cu高溫他們將孔雀石，主要成分Cu2（OH）2CO3和木炭一起加熱就可得到紅色的金屬銅．第2頁(yè)，課件共56頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月秦始皇地宮埋“水銀”之謎《史記》記載：始皇陵有大量水銀。地質(zhì)學(xué)家先后兩次來(lái)始皇陵采樣。發(fā)現(xiàn)始皇陵封土土壤樣品中果然出現(xiàn)“汞異?！薄？茖W(xué)家由此得出初步結(jié)論:《史記》中關(guān)于始皇陵中埋藏上百噸汞的記載是可靠的。地宮埋“水銀”的千古謎案終于解開了。單質(zhì)的汞，在自然界中是極為罕見的。為什么兩千多年前就能得到上百噸的水銀呢？汞礦(HgO)秦始皇陵墓世界文化遺產(chǎn)2HgO2Hg＋O2↑加熱第3頁(yè)，課件共56頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月煉丹術(shù)起于戰(zhàn)國(guó)興于漢初九轉(zhuǎn)大還丹————將天然丹砂（HgS）在空氣中加熱煉成水銀，再將水銀和硫混合后放在密閉的鼎中升煉成純的硫化汞，硫化汞再加熱煉成水銀，水銀再煉成硫化汞如此反復(fù)九次，就煉成了“九轉(zhuǎn)大還丹”。上述材料中發(fā)生了什么反應(yīng)？HgS+O2==Hg+SO2

Hg+S=HgS加熱第4頁(yè)，課件共56頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月常見的金屬礦物資源金礦Au鉑礦Pt第5頁(yè)，課件共56頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月人類最早發(fā)現(xiàn)和應(yīng)用的金屬分別是：第6頁(yè)，課件共56頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月天然金朱砂HgS翠銅礦CuSiO3.6H2O

黃鐵礦FeS2

鈣鈾云母Ca(UO2)2(PO4)2?12H2O

第7頁(yè)，課件共56頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月黃銅礦赤鐵礦鋁礦錳礦鎢礦鋅礦第8頁(yè)，課件共56頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月白云石CaMg[CO3]2

辰砂HgS黃銅礦CuFeS2菱鎂礦MgCO3

大多數(shù)金屬以化合態(tài)存在如果需要金屬單質(zhì)，那怎么辦？——冶煉金屬第9頁(yè)，課件共56頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月人類最早是在由天而降的隕石中獲得單質(zhì)鐵的，隕石中含鐵量高達(dá)90%以上。古代阿拉伯人曾傳說(shuō)“天上的金雨落進(jìn)沙漠里變成了黑色的鐵”。濟(jì)南隕鐵新疆隕鐵南極洲隕鐵第10頁(yè)，課件共56頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月在公元前6000年到7000年左右，人們就能冶煉出銅銅鏡漢武帝時(shí)銅幣先秦刀幣冶煉金屬要追溯到古代第11頁(yè)，課件共56頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月因?yàn)槲覀兊纳钌a(chǎn)需要金屬，所以必須要開發(fā)利用金屬資源但金屬資源是不可再生資源，不是取之不盡的利用化學(xué)知識(shí)，在科學(xué)開發(fā)利用金屬礦物的基礎(chǔ)上，使金屬礦物資源得到可持續(xù)發(fā)展那如何解決第12頁(yè)，課件共56頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月金、鉑等為游離態(tài)得電子，被還原Mn+M+ne-主要是化合態(tài)將金屬?gòu)钠浠衔镏羞€原出來(lái)，使之轉(zhuǎn)變?yōu)閱钨|(zhì)的過(guò)程。(1)金屬在自然界中的存在形式？

(2)金屬冶煉指的是什么？

一、金屬礦物的開發(fā)利用

1、金屬的冶煉冶煉金屬的步驟：礦石富集→金屬冶煉→精煉第13頁(yè)，課件共56頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月法國(guó)皇帝拿破侖是一個(gè)喜歡炫耀自己的人。他常常大擺宴席，宴請(qǐng)?zhí)煜沦e客。每次宴會(huì)，他總是擺出一副高人一等的樣子。餐桌上的用具幾乎全是用銀制成的，唯有他自己用的那一個(gè)碗?yún)s是鋁制品。思考與交流為什么貴為法國(guó)皇帝，在當(dāng)時(shí)卻不用高貴而亮麗的銀碗，而用色澤要暗得多的鋁碗呢？第14頁(yè)，課件共56頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月100多年前，為了表彰門捷列夫?qū)瘜W(xué)的杰出貢獻(xiàn)，英國(guó)皇家學(xué)會(huì)不惜重金制作了一個(gè)比黃金還要貴重的獎(jiǎng)杯——鋁杯，贈(zèng)送給門捷列夫。

由于早期煉鋁十分困難，所以鋁的價(jià)格十分昂貴，一度超越金銀之上，直至19世紀(jì)上半葉，鋁還是歐洲許多高級(jí)珠寶店的高檔貨。為什么鋁比黃金還要貴？第15頁(yè)，課件共56頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月自從美國(guó)青年化學(xué)家霍爾發(fā)明電解制鋁法后，制鋁工藝不斷改進(jìn)，現(xiàn)在人們已經(jīng)熟練掌握了從鋁土礦（主要成分是Al2O3）中冶煉鋁的技術(shù)，使得制鋁成本大大下降，使鋁走入千家萬(wàn)戶。第16頁(yè)，課件共56頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月電解槽2Al2O3

(熔融)4Al＋3O2↑電解冰晶石反應(yīng)原理:降低熔點(diǎn)第17頁(yè)，課件共56頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月古代中國(guó)勞動(dòng)人民用木炭煉鐵西漢初時(shí)，用木炭與鐵礦石混合高溫冶煉生鐵，南宋末年的工匠又掌握了用焦炭煉鐵，而歐洲最早的英國(guó)直到500年后（相當(dāng)于清朝乾隆末年），才掌握這一技術(shù)。第18頁(yè)，課件共56頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月反應(yīng)原理:Fe2O3＋3CO2Fe＋3CO2高溫鐵礦石焦炭空氣石灰石主要原料：第19頁(yè)，課件共56頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月電解法熱還原法熱分解法工業(yè)上如何冶煉鋁和鐵?為什么鐵和鋁的冶煉方法不同？金屬越活潑，越難冶煉2、金屬冶煉方法的確定—由金屬活潑性決定KCaNaMgAl

ZnFeSnPb（H）Cu

HgAg弱強(qiáng)電解法還原法Fe2O3＋3CO2Fe＋3CO2高溫2Al2O3

(熔融)4Al＋3O2↑電解冰晶石第20頁(yè)，課件共56頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

3、金屬冶煉的方法舉例（1）熱分解法2HgO2Hg＋O2↑加熱2Ag2O4Ag＋O2↑加熱適合一些不活潑金屬（一般是H后的金屬）Cu2S+O22Cu+SO2高溫火法煉銅第21頁(yè)，課件共56頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月（2）電解法MgCl2(熔融)Mg＋Cl2↑電解2NaCl(熔融)2Na＋Cl2↑電解2Al2O3(熔融)4Al＋3O2↑電解冰晶石鋁土礦適合一些非常活潑金屬（Zn前金屬）第22頁(yè)，課件共56頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月（常用的還原劑有：焦炭、CO、H2

等）（3）熱還原法（Zn—Cu中等活潑金屬）

Fe2O3＋3CO2Fe＋3CO2高溫2CuO+C2Cu+CO2高溫高爐煉鐵主要反應(yīng)WO3+3H2W+3H2O高溫

常用的還原劑還有哪些?第23頁(yè)，課件共56頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月實(shí)驗(yàn)4－1反應(yīng)現(xiàn)象：鎂條劇烈燃燒，放出大量的熱，發(fā)出耀眼的白光，紙漏斗的下部被燒穿，有熔融物落入漏斗。鋁熱反應(yīng)的應(yīng)用：2Al＋Fe2O32Fe＋Al2O3高溫3MnO2＋4Al2Al2O3＋3Mn高溫Cr2O3+2Al2Cr+Al2O33Co3O4+8Al9Co+4Al2O3高溫高溫其它鋁熱反應(yīng)：鋁熱反應(yīng)：鋁＋某些金屬氧化物Al2O3＋金屬高溫鋁熱劑第24頁(yè)，課件共56頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月鋁熱反應(yīng)的應(yīng)用：鋁熱反應(yīng)應(yīng)用冶煉難熔的金屬焊接鋼軌（冶練常用的還原劑有：焦炭、CO、H2

、Al等活潑金屬）第25頁(yè)，課件共56頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月4、合理開發(fā)和利用礦物資源的途徑：（1）廢舊金屬回收；（2）礦物資源保護(hù)；（3）尋找金屬替代品。金屬鋁的回收與利用第26頁(yè)，課件共56頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月（1）節(jié)約礦物資源；（2）節(jié)約能源；（3）減少環(huán)境污染（1）廢舊鋼鐵用于煉鋼；（2）廢鐵屑用于制鐵鹽；（3）定影液用于回收銀回收金屬的意義回收金屬的實(shí)例第27頁(yè)，課件共56頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月古代煉銅比煉鐵早得多。原因在于：

一、銅礦石比鐵礦石易識(shí)別?？兹甘伾蚀渚G(即"銅綠")，易引起人們的注意聯(lián)想。進(jìn)而用其煉銅。

二、早在新石器時(shí)代，人類就發(fā)明了制陶術(shù)。窯溫達(dá)1000℃多度，已超過(guò)銅的熔點(diǎn)(1083．4℃)，而遠(yuǎn)低于鐵的(1536℃)，可煉得紅銅。

開闊視野第28頁(yè)，課件共56頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月第29頁(yè)，課件共56頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月課堂練習(xí):2、下列關(guān)于金屬冶煉的說(shuō)法不正確的是()

A、金屬冶煉是由人類生產(chǎn)生活需要發(fā)展起來(lái)的B、天然礦藏很少只含一種金屬元素往往含有較多雜質(zhì)C、金屬的冶煉主要有礦石的富集、冶煉還原和精煉三個(gè)步驟D、金屬冶煉一定要用到還原劑D1、金屬冶煉的目的是（）A、把金屬化合物還原為金屬單質(zhì)B、除去金屬中的雜質(zhì)C、把金屬單質(zhì)變?yōu)檠趸顳、把電能轉(zhuǎn)變?yōu)榛瘜W(xué)能A第30頁(yè)，課件共56頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月5、冶煉金屬常用以下幾種方法：①以C或H2、CO作為還原劑還原法；②熱分解法；③電解法；④鋁熱法?，F(xiàn)冶煉下列金屬：Al、Mg、Cu、Hg、Mn，試標(biāo)明適宜的冶煉方法。Al：；Mg：；Cu：；Hg：；Mn：。③③①①④3、工業(yè)上常采用電解法冶煉的金屬是（）A、FeB、CuC、AlD、Ag4、可用熱分解法就可能制得的金屬有（）A.CuCrB.TiWC.AgHgD.NaAlCC第31頁(yè)，課件共56頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月Fe＋Cu2+＝Cu＋Fe2+6、宋代時(shí)期，人們發(fā)現(xiàn)江西上饒有一口苦泉，蒸發(fā)這種苦泉水會(huì)得到膽礬，熬苦泉水的鐵鍋用久了會(huì)變成銅鍋，這是濕法煉銅的起源，請(qǐng)寫出該反應(yīng)的離子方程式

。第32頁(yè)，課件共56頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月二、海水資源的開發(fā)和利用第33頁(yè)，課件共56頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

從太空觀察地球，看到地球上有七片陸地“漂浮”在一大片藍(lán)色的海洋之中是“歷史留給人類的資源儲(chǔ)備”海洋是美麗的，也是富饒的第34頁(yè)，課件共56頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

海水資源主要分為幾大類？

海水中蘊(yùn)含著的豐富資源。21世紀(jì)人類將重點(diǎn)開發(fā)海洋資源。海水資源的多樣性水資源生物資源能源化學(xué)資源第35頁(yè)，課件共56頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

海水水資源海水中的水1.3X109

億噸占地球總水量97%（3%在陸地、淡水）第36頁(yè)，課件共56頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月海洋生物資源第37頁(yè)，課件共56頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

海水能源具有商業(yè)開發(fā)價(jià)值的：潮汐發(fā)電和波浪發(fā)電第38頁(yè)，課件共56頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月含80多種元素，含O、H及Cl、Na、S、C、F、B、Br、Sr共13種元素的質(zhì)量占總水量的99%，其余1%為70多種含量微少的元素。被稱為“元素的故鄉(xiāng)”。大陸架的淺海海底：石油、天然氣、煤、硫、磷等近岸帶的濱海砂礦：砂、貝殼等建筑材料和金屬礦產(chǎn)海水化學(xué)資源第39頁(yè)，課件共56頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月海水因?yàn)榱刻蟆⒚嫣珡V，大多數(shù)元素盡管總量很大但由于太分散，含量極微少如：海水中金元素總含量約為50000000t（5千萬(wàn)噸）但一頓海水中只含金元素0.000004g（10億分之四克）海水資源的特點(diǎn)——分散性第40頁(yè)，課件共56頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月海水水資源的利用：主要有：

1.海水中水資源的利用海水的淡化（咸水淡水）

2.直接利用海水進(jìn)行循環(huán)冷卻（作冷卻用水）第41頁(yè)，課件共56頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月海水蒸餾原理示意圖1、海水淡化原理：加熱到水的沸點(diǎn)，液態(tài)水變?yōu)樗羝c海水中的鹽分離，水蒸汽冷凝得到淡水如何用海水制備淡水？海洋中的化學(xué)資源的提取和檢驗(yàn)第42頁(yè)，課件共56頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

太陽(yáng)能蒸發(fā)海水示意圖：

第43頁(yè)，課件共56頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

2、科學(xué)探究：如何將海水中的Br-轉(zhuǎn)變成Br2？1、推測(cè)海水提溴的步驟和實(shí)驗(yàn)裝置；2、寫出相關(guān)的化學(xué)方程式。濃縮海水溴單質(zhì)氫溴酸單質(zhì)溴通入Cl2①通入空氣，SO2吸收②通入Cl2③第44頁(yè)，課件共56頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月2NaBr+Cl2==Br2+2NaCl2H2O+Br2+SO2==H2SO4+2HBr2HBr+Cl2==Br2+2HCl海水提溴的實(shí)驗(yàn)室模擬裝置第45頁(yè)，課件共56頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月溴的用途溴化銀是一種重要的感光材料，被用于制作膠卷和相紙等。當(dāng)按下快門的時(shí)候，相片上的部分溴化銀就分解出銀，從而得到我們所說(shuō)的底片。溴化鋰制冷技術(shù)則是最近廣為使用的一項(xiàng)環(huán)保的空調(diào)制冷技術(shù)，其特點(diǎn)是不會(huì)有氟利昂帶來(lái)的污染，所以很有發(fā)展前景。

滅火器中也有溴，我們平時(shí)看到的諸如“1211”滅火器，就是分子里面有一個(gè)溴原子的多鹵代烷烴，不僅能撲滅普通火險(xiǎn)，在泡沫滅火器無(wú)法發(fā)揮作用的時(shí)候，例如油火?，F(xiàn)在醫(yī)院里普遍使用的鎮(zhèn)靜劑，有一類就是用溴的化合物制成的，如溴化鉀、溴化鈉、溴化銨等，通常用以配成“三溴片”，可治療神精衰弱。

大家熟悉的紅藥水，也是溴與汞的化合物。青霉素等抗菌素生產(chǎn)也需要溴，溴還是制造農(nóng)業(yè)殺蟲劑的原料。

溴可以用來(lái)制作防爆劑。把溴的一種化合物與鉛的一種有機(jī)化合物同時(shí)摻入汽油中，可以有效地防止發(fā)動(dòng)機(jī)爆炸。只不過(guò)這種含鉛汽油燃燒會(huì)造成空氣污染，在我國(guó)許多大城市已不再允許銷售、使用摻加這種防爆劑的汽油。第46頁(yè)，課件共56頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

3、科學(xué)探究：如何證明海帶中有碘離子？第47頁(yè)，課件共56頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月①灼燒海帶至完全生成灰，停止加熱，冷卻；②在濾液中滴加稀H2SO4及H2O2，然后加入幾滴淀粉溶液；③用剪刀剪碎海帶，用酒精潤(rùn)濕，放入坩堝中；④海帶灰轉(zhuǎn)移到小燒杯，加蒸餾水，攪拌、煮沸、過(guò)濾。(1)合理的步驟是：(2)證明含碘的步驟是：現(xiàn)象是：反應(yīng)的離子方程式是：③①④②②滴入淀粉溶液，溶液變藍(lán)。2I-+2H++H2O2

I2+2H2O證明海帶中有碘，有以下步驟第48頁(yè)，課件共56頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月提取海帶中的碘元素得到單質(zhì)碘思考與歸納燃燒加水加熱溶解過(guò)濾稀硫酸過(guò)氧化氫溶液CCl4蒸餾海帶灰海帶懸濁液濾液碘水碘的CCl4溶液?jiǎn)钨|(zhì)碘操作1操作2操作3操作4操作5試劑1試劑2萃取分液生物富集海水第49頁(yè)，課件共56頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月海水曬鹽（煮海為鹽）

4、從海水中提取NaCl方案蒸發(fā)法：得到粗鹽第50頁(yè)，課件共56頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月粗鹽提取NaCl方案①Na2CO3②NaOH③BaCl2②③①或③②①或③①②

粗鹽中的雜質(zhì)：泥沙、Ca2+、Mg2+、SO42-除雜試劑：試劑加入順序：主要操作：溶解、過(guò)濾、蒸發(fā)④鹽酸濾液沉淀適量鹽酸溶解BaCl2NaOHNa2CO3過(guò)濾蒸發(fā)結(jié)晶海水淡水粗鹽鹽水操作Ⅰ（