開發(fā)利用金屬礦物和海水資源(第1課時(shí))

1、第一節(jié) 開發(fā)利用金屬礦物和海水資源,第一課時(shí),金,銀,人類最早發(fā)現(xiàn)和應(yīng)用的金屬分別是：,銅,教學(xué)目標(biāo),1、了解金屬冶煉的實(shí)質(zhì)、方法 2、通過比較不同金屬的冶煉，理解不同 活動(dòng)性的金屬冶煉方法不同的原因 3、了解金屬的回收利用與資源的保護(hù),自然資源與可持續(xù)發(fā)展 廣義地講，所謂自然資源，是指在一定時(shí)間、地點(diǎn)的條件下能夠產(chǎn)生經(jīng)濟(jì)價(jià)值的，以提高人類當(dāng)前和將來福利的自然環(huán)境因素和條件的總稱?？沙掷m(xù)發(fā)展的目標(biāo)是滿足人類需要，強(qiáng)調(diào)人類的行為要受到自然界的制約、強(qiáng)調(diào)代際之間、人類和其它生物種群之間、不同國(guó)家和不同地區(qū)之間的公平。它包括經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展，社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展、資源可持續(xù)發(fā)展、環(huán)境可持續(xù)發(fā)展和全球可持

2、續(xù)發(fā)展。,思考： 1、金屬冶煉指什么？ 2、為什么不同金屬的冶煉方法不同？ 3、金屬活動(dòng)順序與金屬冶煉有什么關(guān)系？,閱讀教材,一、金屬礦物的開發(fā)和利用,請(qǐng)同學(xué)們列舉出常見金屬的名稱？ 這些金屬以何種形式存在于自然界中？,金屬元素種類多，分布廣，活動(dòng)性差 別大，在自然界的存在形式各異，少數(shù)不 活潑金屬以游離態(tài)存在（如金和鉑等）， 多數(shù)金屬以化合態(tài)存在。人們?cè)谏詈蜕?產(chǎn)中使用的金屬材料多是合金或純金屬， 這就需要把金屬?gòu)牡V石中提煉出來，提煉 的過程就是金屬的冶煉過程。,金屬冶煉是把金屬礦石中的金屬離子還原成單質(zhì)的過程，經(jīng)過三個(gè)步驟。 冶煉的步驟： 第一步：礦石的富集： 除去雜質(zhì)，提高礦石中有用成

3、分含量。 第二步：冶煉： 利用氧化還原反應(yīng)，在一定條件下，把金屬離子還原成單質(zhì)。 第三步：精煉：采用一定方法，提煉純金屬。,大多數(shù)金屬礦石里含有雜質(zhì)，如石英、石灰石等，因此在冶煉金屬時(shí)首先需要富集礦石。,在富集好的礦石中利用不同方法將金屬還原出來，最后進(jìn)行提純。,金屬活動(dòng)性順序,K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb (H) Cu Hg Ag Pt Au,金屬活動(dòng)性逐漸減弱,金屬離子的得電子能力逐漸增強(qiáng),(一)、金屬冶煉的方法,1、熱分解法,2、電解法,3、熱還原法,1、熱分解法:適用于金屬活動(dòng)性順序表中氫以后的金屬冶煉。,2、電解法:適用于鉀、鈉、鈣、鋁等非?；顫娊饘俚囊睙?。,3

4、、熱還原法:適用于金屬活動(dòng)性順序表中部的金屬冶煉,原理：在高溫下發(fā)生氧化還原反應(yīng)， 常用的還原劑有焦炭、一氧化 碳、氫氣等。以及一些活潑金 屬也可做還原劑。,實(shí)驗(yàn)探究,鋁熱反應(yīng)：1、步驟 2、實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象 3、實(shí)驗(yàn)原理,鋁熱反應(yīng),反應(yīng)現(xiàn)象：,鎂條劇烈燃燒，放出一定的熱量，使氧化鐵粉末和鋁粉在較高溫度下發(fā)生劇烈的反應(yīng)。反應(yīng)放出大量的熱，并發(fā)出耀眼的光芒。紙漏斗的下部被燒穿，有熔融物落入沙中。待熔融物冷卻后，除去外層熔渣，仔細(xì)觀察，可以發(fā)現(xiàn)落下的是鐵珠,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，如用于焊接鋼軌等。在冶金工業(yè)上也常用這一反應(yīng)原理，使鋁與金屬氧化物反應(yīng)，冶煉釩、鉻、錳等,3MnO2+

5、4Al = 3Mn+ 2Al2O3,高溫,Cr2O3+2Al = 2Cr + Al2O3,高溫,3Co3O4+8Al = 9Co + 4Al2O3,高溫,2、鋁熱反應(yīng),焊接鋼軌,冶煉高熔點(diǎn)的金屬,利用熱還原法冶煉的金屬還有:,1、不同的金屬，冶煉方法不同,n +,M,得電子,M,（被還原）,因?yàn)榻饘匐x子的得電子能力不同，所以冶煉方法不同。,2、金屬活動(dòng) 性順序金屬的冶煉,K、Ca、Na、Mg、Al,Zn、Fe、Sn、Pb（H）、Cu,Hg、Ag、,強(qiáng)弱,弱強(qiáng),電解法,熱還原法,熱分解法,以鋁為例，生產(chǎn)一噸原鋁至少要消耗四噸鋁土礦資源。當(dāng)前全球原鋁的年產(chǎn)量約2500萬噸，年消耗鋁土礦超過一億噸，

6、如果照此發(fā)展下去，地球上的鋁土礦資源就會(huì)越來越少，直至有一天枯竭。如果人類消費(fèi)的鋁能夠回收利用，只要回收利用量達(dá)到產(chǎn)量的二分之一，每年就將減少鋁土礦消耗量約5000萬噸，這對(duì)保護(hù)全球鋁土礦資源具有極為重要的意義。其次，利用廢雜原料生產(chǎn)一噸合金鋁錠與用鋁土礦原料生產(chǎn)一噸原鋁錠相比，可以節(jié)省95以上的能源消耗。,你知道嗎？,據(jù)有關(guān)資料統(tǒng)計(jì)， 每生產(chǎn)一噸原鋁錠需要消耗能源2132TJ(電能約占82)，而生產(chǎn)一噸再生鋁合金錠所需能源消耗為55TJ(燃料約占80)，僅為原鋁錠生產(chǎn)能源消耗的26，優(yōu)勢(shì)比較明顯。由于鋁可以反復(fù)循環(huán)使用，從再生鋁廢料中再生產(chǎn)鋁，其節(jié)能效果更加顯著。另外，再生鋁生產(chǎn)中二氧化碳的產(chǎn)生量和排放量與原鋁生產(chǎn)相比，大為減少。有資料統(tǒng)計(jì)，再生鋁生產(chǎn)可比用水電生產(chǎn)原鋁減少二氧化碳排放量91%，比用燃油發(fā)電減少二氧化碳排放量