開發(fā)和利用金屬礦物資源

1、高中化學 第四章 第一節(jié)開發(fā)利用金屬礦物和海水資源 1開發(fā)和利用金屬資源 請同學們列舉出常見金屬的名稱？越多越好！234金屬產量鋼鐵48900萬噸鋁1250萬噸銅344萬噸其中：鋼鐵產量占全球的36.4%，名列第一，產量超過了第二至第八的總和2007年我國主要金屬的產量5自然鉑自然金自然銅隕鐵隕鐵：從外太空隕落到地面的含鐵較多的隕石或純鐵。隕鐵的使用始于4500多年前一、金屬在自然界中的存在自然界的金屬單質6鐵礦石鋁礦石銅礦石赤鐵礦 Fe2O3鋁土礦 Al2O3孔雀石 Cu2 (OH)2CO3自然界的金屬化合物一、金屬在自然界中的存在7一、金屬在自然界中的存在Pt、Au等金屬-物理方法 銅、鐵

2、等金屬單質如何得到？自然界中，不活潑的金屬能以_存在，活潑的金屬一般只能以_存在。游離態(tài)化合態(tài)如何得到金屬單質？8 自然界中的金屬大都以化合態(tài)存在金屬的冶煉:用化學的方法把化合態(tài)的金屬變成游離態(tài)金屬冶煉原理：Mn+ + ne- M小結9 你學過哪些化學反應,可以將金屬從化合態(tài)轉變成游離態(tài)?請寫出其化學方程式.盡可能多寫.討論10 在加熱條件下使得某些金屬化合物分解得到金屬單質的方法.如 （一）熱分解法二、金屬的冶煉方法2HgO 2Hg + O2 加強熱11還原劑熱還原法常用的還原劑有焦炭、一氧化碳和氫氣 （二）熱還原法 高溫下使用還原劑將金屬從其化合物中還原出來的方法CuO + CO Cu +

3、 CO22CuO + C Cu + 2CO2Fe2O3 + 3H2 2 Fe + 2H2OFe2O3 + 3CO 2 Fe + 3CO2CuO + H2 Cu + H2O高溫討論：下列反應有什么特點，它們屬于哪一類化學反應？12二、金屬的冶煉方法鐵的冶煉高爐出鐵情景高爐 Fe2O33CO 2Fe3CO2 高溫高爐煉鐵的主要反應13實驗4-1現 象鋁與氧化鐵反應的化學方程式鎂條劇烈燃燒，發(fā)出白光，導致混合物劇烈反應過后，有紅熱的鐵水生成。2Al+Fe2O3=2Fe+Al2O3高溫鎂條的燃燒為反應提供高溫條件，氯酸鉀為鎂條繼續(xù)燃燒提供氧。14鋁熱反應 某些金屬氧化物與金屬鋁在高溫下發(fā)生氧化還原反應

4、，生成Al2O3和新的金屬單質，并且放出大量的熱.鋁熱劑：某些金屬氧化物和鋁的混合物如五氧化二釩與鋁；二氧化錳與鋁請分析：鋁熱的反應有什么特點？15 用途：常用于冶煉某些熔點高、硬度大的金屬;也用于焊接鋼軌。16討論 對于具體的金屬而言，我們如何判斷該用哪種冶煉方法？冶煉方法和什么有關呢？17小結1、冶煉方法和金屬活動性有關。2、熱分解法一般適用于不活潑金屬，如Hg和Ag。3、比Cu更活潑的金屬不能用熱分解法。、熱還原法常用的還原劑有C、CO、H2、某些活潑金屬如Al。18討論 1、“鋁熱反應” 是在高溫條件下兩種金屬之間的置換反應，活潑金屬置換不活潑金屬。金屬之間的置換能否在溶液中進行呢？2

5、、K比Na活潑， K 能將Na從NaCl溶液中置換出來嗎？3、活潑金屬應該用什么方法冶煉？192Al2O3（熔融）= 4Al+3O2電解電解2NaCl（熔融）= 2Na+Cl2 （三）電解法 對于活潑金屬如Na,Al等,用一般的方法不能將其從化合物中還原而得到單質,通常采用電解法。 電解法就是在電流作用下,強迫金屬陽離子得到電子而變成金屬單質.20歸納與總結 銅、鐵、鋁的冶煉原理金屬冶煉原理銅鐵鋁Cu2S + O2 = 2Cu +SO2 （火法煉銅）高溫CuSO4 + Fe = Cu + FeSO4 （濕法煉銅） Fe2O33CO 2Fe3CO2（高爐煉鐵） 高溫Fe2O3 + 2Al = 2

6、Fe + Al2O3 （鋁熱法煉鐵）高溫2Al2O3 (熔融) 4Al 3O2 電解冰晶石21活潑金屬歸納與總結 電解法電解法熱還原法熱還原法？熱分解法MgCl2 (熔融) Mg Cl2 電解2NaCl (熔融) 2NaCl2 電解2Al2O3 (熔融) 4Al 3O2 電解冰晶石2HgO 2Hg O2 加熱2Ag2O 4AgO2 加熱Fe2O3+3CO=2Fe+3CO2 高溫2CuO+C=2Cu+CO2 高溫Fe2O3+2Al=2Fe+Al2O3高溫K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb （H）Cu Hg Ag金屬活動性（還原性）強弱金屬冶煉方法K Ca Na Mg AlZn F

7、e Sn Pb （H）Cu較活潑金屬不活潑金屬在高溫下發(fā)生氧化還原反應， 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。22三、合理開發(fā)利用金屬資源 一些礦物可供開采的年限如下圖所示（不包括今后新探明的礦物儲量、一些國家的金屬儲備量和金屬的回收利用等）。討論: 就如何合理開發(fā)利用金屬資源，請談談你們的看法？23物盡其用尋找金屬的代用品合理開采礦物開發(fā)海底礦物資源回收和利用廢舊金屬防止金屬腐蝕回收和利用廢舊金屬防止金屬腐蝕物盡其用合理開采礦物尋找金屬的代用品開發(fā)海底礦物資源三、合理開發(fā)利用金屬資源暢所欲言24合理利用金屬金屬的冶煉冶煉方法冶煉原理將金屬從其化合物中還原出來熱

8、分解法熱還原法電解法2NaCl 2Na + Cl2電解2Al2O3 4Al + 3O2電解MgCl2 Mg + Cl2電解Fe2O3+3CO 2Fe + 3CO 2高溫Fe2O3+2Al 2Fe + Al2O3高溫2HgO 2Hg + O2加熱 Ag2O 2Ag + O2加熱有效使用金屬產品、材料，提高利用率，加強回收利用，開發(fā)海底礦物資源、使用其他材料替代。根據金屬的活潑性本課總結 25 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. 電解熔融氯化鈉 D. 氯化鈉與鋁粉高溫共熱小試身手C26 2、下列關于金屬冶煉的說法不正確的是 ( ) A.金

9、屬冶煉是指用化學的方法將金屬由化合態(tài)轉變?yōu)橛坞x態(tài) B.天然礦藏很少只含有一種金屬元素，往往含有較多雜質 C.金屬的冶煉方法主要有熱分解法,熱還原法和電解法三種方法 D.金屬冶煉一定要用到還原劑D小試身手273、鋁能冶煉某些熔點高,硬度大的金屬是因為鋁 ( )A.具有導電性和導熱性B.具有還原性,且生成氧化鋁時放出大量熱C.在空氣中燃燒,發(fā)出耀眼的白光D.是一種金屬,且密度小,熔點較低B小試身手28我的收獲29 相關網站： （中國再生金屬網） 上網查資料了解中國金屬的回收利用情況，并寫一份調查報告金屬礦物的開發(fā)利用 研究性學習 相關網站： （中國選礦網） 上網查資料，進一步了解礦物的種類及冶煉方法30感謝各位專家的光臨！31 據估算，回收一個鋁制飲料罐比制造一個新飲料罐要便宜20%，還可節(jié)約金屬資源和95%的能源。1t廢鋼鐵回爐冶煉可煉成近1t的鋼，跟用鐵礦石冶煉比，能節(jié)約11t煤和鐵礦石，減少污染空氣的懸浮微粒11kg。目前世界上已有50%以上的鐵和90%以上的金得到了回收利用。 廢舊金屬的回收利用還可以減少對環(huán)境的污染。例如，廢舊電池中含有汞等，如果廢舊電池隨意丟棄，汞等滲出會造成地下水和土壤的污染，威脅人類健康。如果將汞等回收利用，不僅可以節(jié)約金屬資源，還可以減少對環(huán)境的污染。