第四章第一節(jié)(1)

1、第四章第四章 化學(xué)與自然資源的開發(fā)利用化學(xué)與自然資源的開發(fā)利用第一節(jié)第一節(jié) 開發(fā)利用金屬礦物和海水資源開發(fā)利用金屬礦物和海水資源一、金屬礦物的開發(fā)利用一、金屬礦物的開發(fā)利用（一）金屬在自然界的分布與存在形式（一）金屬在自然界的分布與存在形式 1、元素的存在形式有游離態(tài)和化合態(tài)：、元素的存在形式有游離態(tài)和化合態(tài)： 2、在自然界的分布特點(diǎn)：、在自然界的分布特點(diǎn)： (1)量大；量大；(2)面廣；面廣；(3)形態(tài)不一；形態(tài)不一；(4)數(shù)量不均。數(shù)量不均。 少數(shù)不活潑金屬以游離態(tài)存在（如金和鉑）少數(shù)不活潑金屬以游離態(tài)存在（如金和鉑） 大多數(shù)金屬以化合態(tài)存在大多數(shù)金屬以化合態(tài)存在-10000-8000-6

2、000-4000-2000020004000AuAuAgAgCuCuSnSnFeFeZnZnAlAlMgMgNaNaCaCaK K有什么規(guī)律有什么規(guī)律? ?并分析原因并分析原因 金屬越活潑，其對應(yīng)離子越難得到電子，越難金屬越活潑，其對應(yīng)離子越難得到電子，越難被還原成單質(zhì)被還原成單質(zhì), ,出現(xiàn)得越晚。出現(xiàn)得越晚。煉鐵煉鐵 1、主要原料：鐵礦石、主要原料：鐵礦石 、焦炭、焦炭 、 石灰石石灰石 、空氣、空氣 2、高爐煉鐵過程中的主要反應(yīng)、高爐煉鐵過程中的主要反應(yīng) （1）氣態(tài)還原劑的形成）氣態(tài)還原劑的形成 （2）鐵的還原）鐵的還原 原理：原理：高溫利用高溫利用還原劑還原劑把鐵從鐵礦石把鐵從鐵礦石 中

3、還原出來。中還原出來。 （3）爐渣的形成）爐渣的形成 3、高爐煤氣、高爐煤氣 C + O2 = CO2 高溫高溫CO2 + C = 2CO高溫高溫Fe2O3 + 3CO = 2Fe + 3CO2高溫高溫CaCO3 = CaO + CO2高溫高溫CaO + SiO2 = CaSiO3高溫高溫（二）金屬的冶煉（二）金屬的冶煉 1、金屬冶煉的一般過程（、金屬冶煉的一般過程（ P 88） 礦石富集（選礦）冶煉精煉 金屬冶煉的基本原理金屬冶煉的基本原理 ： 高溫下利用氧化還原反應(yīng)將自然界中的金屬化合物還原成高溫下利用氧化還原反應(yīng)將自然界中的金屬化合物還原成金屬單質(zhì)。金屬單質(zhì)。 2、金屬冶煉的常用方法、金

4、屬冶煉的常用方法 （1）熱分解法）熱分解法 適用范圍：適用范圍：Cu以后的金屬如以后的金屬如Hg、Ag2HgO = 2Hg + O2 2Ag2O = 4Ag + O2 實(shí)質(zhì)：實(shí)質(zhì)：Ma+ M得電子得電子被還原被還原 適用范圍：適用范圍：Mn、ZnCu等較活潑金屬冶煉等較活潑金屬冶煉（2）熱還原法）熱還原法 常用還原劑：常用還原劑：C、CO、H2以及某些較活潑的金屬（以及某些較活潑的金屬（Al、Mg等）。等）。 Fe2O3 + 3CO = 2Fe + 3CO2WO3 + 3H2 = W + 3H2OCr2O3 + 2Al = Al2O3 + 2CrFe2O3 + 2Al = 2Fe + Al2O

5、3（煉鐵）（煉鐵）（3）電解法）電解法 適用范圍：適用范圍：Al及其以前的金屬及其以前的金屬 2NaCl = 2Na + Cl2 電解電解例：例：MgCl2= Mg + Cl2電解電解（注意：（注意：必須在熔融狀態(tài)下）必須在熔融狀態(tài)下）2Al2O3 = 4Al + 3O2電解電解冰晶石冰晶石 鋁熱反應(yīng)鋁熱反應(yīng)助熔劑助熔劑 我們每年數(shù)以億噸計(jì)的向自然界索取金屬資源，我們每年數(shù)以億噸計(jì)的向自然界索取金屬資源，資源就會(huì)越來越少，直至有一天枯竭。資源就會(huì)越來越少，直至有一天枯竭。怎樣才能怎樣才能使金屬資源可持續(xù)發(fā)展？使金屬資源可持續(xù)發(fā)展？討論：討論：小資料小資料 以鋁為例，生產(chǎn)一噸原鋁至少要消耗四噸鋁

6、土以鋁為例，生產(chǎn)一噸原鋁至少要消耗四噸鋁土礦資源。當(dāng)前全球原鋁的礦資源。當(dāng)前全球原鋁的年產(chǎn)年產(chǎn)量約量約2500萬萬噸，年噸，年消耗消耗鋁土礦超過鋁土礦超過一億一億噸，照此發(fā)展下去，地球上噸，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。的鋁土礦資源就會(huì)越來越少，直至有一天枯竭。閱讀：（三）廢舊金屬的回收和資源保護(hù)（三）廢舊金屬的回收和資源保護(hù)（ P 89）回收廢舊金屬的意義回收廢舊金屬的意義 ：（1）保護(hù)礦產(chǎn)資源）保護(hù)礦產(chǎn)資源 （2）保護(hù)環(huán)境）保護(hù)環(huán)境 （3）節(jié)約能源，降低成本）節(jié)約能源，降低成本 廢舊金屬的處理方法：廢舊金屬的處理方法： 大部分可以重新制成金屬或它們的化合物再

7、用。大部分可以重新制成金屬或它們的化合物再用?；厥战饘俚膶?shí)例回收金屬的實(shí)例（1）廢舊鋼鐵用于煉鋼；（）廢舊鋼鐵用于煉鋼；（2）廢鐵屑用于制鐵鹽；）廢鐵屑用于制鐵鹽；（3）定影液用于回收銀）定影液用于回收銀小結(jié)：冶金的一般方法小結(jié)：冶金的一般方法K、Ca、Na、Mg、AlZn、Fe、Sn、Pb（H）、）、CuHg、Ag強(qiáng)強(qiáng)弱弱弱弱強(qiáng)強(qiáng)電解法電解法熱還原法熱還原法熱分熱分解法解法Pt、 Au主要冶煉主要冶煉方法方法金屬離子金屬離子的得電子的得電子 金屬失電金屬失電子能力子能力金屬活動(dòng)金屬活動(dòng)順序順序物理提物理提取法取法1、“鋁熱劑鋁熱劑”能冶煉金屬、焊接鐵軌等，而卻無能冶煉金屬、焊接鐵軌等，而卻無

8、“鎂熱劑鎂熱劑”，其，其 原因可能是原因可能是 ( ) A. Mg與金屬氧化物難于反應(yīng)與金屬氧化物難于反應(yīng) B. Mg與金屬氧化物反應(yīng)所需溫度太高與金屬氧化物反應(yīng)所需溫度太高 C. Mg與金屬氧化物反應(yīng)放熱少與金屬氧化物反應(yīng)放熱少 D. Mg與金屬氧化物反應(yīng)過于劇烈與金屬氧化物反應(yīng)過于劇烈2、用鋁熱法還原下列化合物，制得金屬各、用鋁熱法還原下列化合物，制得金屬各1 mol時(shí)，時(shí)， 消耗鋁的量最少的是消耗鋁的量最少的是 （ ） AMnO2 BWO3 CCo3O4 DCr2O33、電子工業(yè)常用電子工業(yè)常用30%的的FeCl3溶液腐蝕溶液腐蝕敷有銅箔的絕緣板制成印刷電路。為了敷有銅箔的絕緣板制成印刷

9、電路。為了從使用過廢腐蝕液中回收銅，并制取從使用過廢腐蝕液中回收銅，并制取純凈純凈FeCl3溶液，擬采用以下實(shí)驗(yàn)步驟：溶液，擬采用以下實(shí)驗(yàn)步驟：3FeClCABYXA通入過濾加過量過濾加入過量洗滌銅濾液）、濾渣（含）濾液（含有廢液 以上實(shí)驗(yàn)中，所涉及試劑的化學(xué)式分別為：以上實(shí)驗(yàn)中，所涉及試劑的化學(xué)式分別為：A ，B ，C ，X ，Y 。 Fe FeCl2 Cu HCl Cl2 金金(Au)(Au)鉑礦鉑礦(Pt)(Pt)黃銅礦黃銅礦赤鐵礦赤鐵礦鋁礦鋁礦錳礦錳礦鎢礦鎢礦鋅礦鋅礦 常見的金屬礦物資源常見的金屬礦物資源鋁熱反應(yīng)：鋁熱反應(yīng)：實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)4-1Fe2O3+2Al = 2Fe + Al2O3高溫高溫引燃劑引燃劑助燃劑助燃劑 單質(zhì)鋁和某些金屬氧化物發(fā)生反應(yīng)單質(zhì)鋁和某些