開發(fā)利用金屬礦物和海水資源 省賽獲獎 完整版PPT

1、化學與資源的開發(fā)利用第四章 化學與自然資源的開發(fā)利用自然資源與可持續(xù)發(fā)展廣義的講，所謂自然資源，是指在一定時間、地點的條件下能夠產生經濟價值的，以提高人類當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)展的目標是滿足人類的需要，強調人類的行為要受到自然界的制約，強調代際之間、人類與其它生物種群之間、不同國家和不同地區(qū)之間的公平。它包括經濟可持續(xù)發(fā)展、社會可持續(xù)發(fā)展、資源可持續(xù)發(fā)展、環(huán)境可持續(xù)發(fā)展和全球可持續(xù)發(fā)展。湖南省長沙市一中衛(wèi)星遠程學校第一節(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1. 金屬元素的存在： 除了金、鉑等極少數(shù)金屬外，絕大多數(shù)金屬以化合物的形式存在于自然界。孔雀石(

2、堿式碳酸銅)赤銅礦(Cu2O)黃銅礦(CuFeS2)磁鐵礦(主要成分是Fe3O4)赤鐵礦(主要成分是Fe2O3)黃鐵礦(主要成分是FeS2)2. 金屬的冶煉：一、金屬礦物的開發(fā)利用 用化學的方法把金屬從其化合物中還原出來，用于生產和制造各種金屬材料的過程。Mn+ M得ne-(1) 概念(2) 原理金屬活動性順序K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb (H) Cu Hg Ag Pt Au金屬單質失電子能力逐漸減弱金屬離子的得電子能力逐漸增強3. 金屬的冶煉方法一、金屬礦物的開發(fā)利用金屬冶煉由難到易大約6000年前大約200年前大約2500年前（2）熱分解法（適合一些不活潑金屬）2Hg

3、O = 2Hg + O2 加熱2Ag2O = 4Ag + O2 加熱（1）物理提取法：3. 金屬的冶煉方法一、金屬礦物的開發(fā)利用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）WO3+3H2 = W +3H2O Fe2O3+3CO = 2Fe + 3CO2高溫3. 金屬的冶煉方法一、金屬礦物的開發(fā)利用 常用的還原劑有焦炭、一氧化碳、氫氣和活潑金屬等。2CuO+C = 2Cu + CO2 實驗4-1：鋁熱反應鎂條劇烈燃燒，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。反應現(xiàn)象：Fe2O3+2Al = 2Fe + Al2O3高溫鋁熱劑 鋁還原劑（活潑金

4、屬可作還原劑）反應原理：實驗4-1：鋁熱反應鋁熱反應Mg和KClO3的作用：產生高溫，引發(fā)反應。3MnO2+4Al = 3Mn+ 2Al2O3高溫Cr2O3+2Al = 2Cr + Al2O3高溫3Co3O4+8Al = 9Co + 4Al2O3高溫其它的鋁熱反應：(1)冶煉難熔金屬；(2) 野外焊接鋼軌。鋁熱反應的應用：（4）電解法（適合一些非?；顫娊饘伲?MgCl2 (熔融) = Mg + Cl2 電解2Al2O3 (熔融) = 4Al + 3O2 電解冰晶石2NaCl (熔融) = 2Na + Cl2 電解3. 金屬的冶煉方法一、金屬礦物的開發(fā)利用K Ca Na Mg Al Zn Fe

5、Sn Pb（H）Cu Hg Ag電解法熱還原法熱分解法金屬冶煉方法與金屬活動性的關系K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb（H）Cu Hg Ag3. 金屬的冶煉方法 閱表4-1 常見金屬的冶煉方法我國春秋時期就發(fā)明了生鐵冶煉技術。Fe 到了明代，能在豎爐中用焦炭冶煉生鐵。 4. 金屬冶煉的發(fā)展 近代高爐煉鐵成為冶煉鐵的主要方法。高溫Fe2O3+3CO 2Fe+3CO24. 金屬冶煉的發(fā)展4. 金屬冶煉的發(fā)展 請推測鋁價格曾經昂貴的原因？鋁土礦（Al2O3)價格昂貴的鋁碗4. 金屬冶煉的發(fā)展最早在1825年丹麥物理學家奧爾斯泰利用鉀汞齊還原無水AlCl3，得到了幾毫克鋁粉。Al維勒是

6、最初分離出金屬鋁的化學家，他利用了18年時間才提煉出一塊致密的鋁，在美國威斯汀豪斯實驗室至今還掛著維勒的鋁制掛像。當時維勒制取鋁的方法不能應用于大量生產，在這以后很長的一段時間里，鋁只能是珠寶店里的商品、帝王貴族的珍寶。 4. 金屬冶煉的發(fā)展到1886年，美國22歲的大學生霍爾將氧化鋁投入熔融的冰晶石中，通過直流電利用電解方法制出了鋁。 現(xiàn)在人們已經掌握了從鋁土礦利用電解法冶煉鋁的技術，使得制鋁成本大大下降，鋁的價格也一落千丈，走入千家萬戶。4. 金屬冶煉的發(fā)展思考交流：鋁是現(xiàn)代工業(yè)的重要金屬材料，為何國家發(fā)改委還遏制冶煉鋁的投資？5、礦物資源的合理開發(fā)和利用途徑：5、礦物資源的合理開發(fā)和利用

7、途徑：一、金屬礦物的開發(fā)利用(1)合理開發(fā)礦物資源的必要性地球上的礦物資源是有限的；金屬冶煉會消耗許多能量；金屬冶煉會造成環(huán)境污染。(2)合理開發(fā)和利用礦物資源的主要途徑：. 提高金屬礦物的利用率. 減少金屬的使用量. 加強金屬資源的回收和再利用. 使用其他材料代替金屬材料5、礦物資源的合理開發(fā)和利用途徑：一、金屬礦物的開發(fā)利用 金屬鋁的回收與利用5、礦物資源的合理開發(fā)和利用途徑：一、金屬礦物的開發(fā)利用思考與交流： P90隨堂練習1. 冶煉金屬一般有下列四種方法：焦炭法，水煤氣（或H2或CO）法，活潑金屬置換法，電解法。四種方法在工業(yè)上均有應用。古代有（）火燒孔雀石法煉銅，（）濕法煉銅，現(xiàn)代有（）鋁熱法煉鉻，（）從光鹵石（KClMgCl26H2O）中煉鎂，對它們的冶煉方法分析不正確的是（ ）A（）用B（）用C（）用D（）用B 2、用純凈的鋁土礦(Al2O3）、二氧化錳作為原料，如何制取金屬錳？2Al2O3=4Al+3O2電解3MnO2+4Al3Mn2Al2O3高溫隨堂練習隨堂練習：3、鋇是一種活動性介于鉀和鈣之間的金屬，下列方法可以制得鋇單質的是( )A、加熱分解Ba