《開發(fā)利用金屬礦物和海水資源》省賽獲獎1

第四章化學與自然資源的開發(fā)利用第一節(jié)開發(fā)利用金屬礦物和海水資源

廣義地講，所謂自然資源，是指在一定時間、地點的條件下能夠產(chǎn)生經(jīng)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、人類和其它生物種群之間、不同國家和不同地區(qū)之間的公平。它包括經(jīng)濟的可持續(xù)發(fā)展，社會的可持續(xù)發(fā)展、資源可持續(xù)發(fā)展、環(huán)境可持續(xù)發(fā)展和全球可持續(xù)發(fā)展。

一、金屬礦物的開發(fā)和利用請同學們列舉出常見金屬的名稱？

金屬元素種類多，分布廣，活動性差別大，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。

人們在生活和生產(chǎn)中使用的金屬材料多是合金或純金屬，這就需要把金屬從礦石中提煉出來，提煉的過程就是金屬的冶煉過程。一、金屬的冶煉1.金屬冶煉的實質

利用氧化還原反應，使金屬化合物中的金屬陽離子得到電子變成金屬原子。即：Mn++ne-M想一想:要使金屬礦物轉化為金屬單質,金屬元素的化合價如何變化,發(fā)生什么反應?金屬活動性順序KCaNaMgAlZnFeSnPb(H)CuHgAgPtAu金屬活動性由強逐漸減弱快速閱讀課本89頁內容，找出金屬冶煉有多少種方法，分別是什么？適用于金屬活動順序表中的哪些金屬?金屬的冶煉的步驟：礦石的富集、冶煉、精煉要根據(jù)金屬的活動性順序不同，采取不同的冶煉方法(1)熱分解法(2)熱還原法(3)電解法二、金屬冶煉的方法的選擇⑴熱分解法練習:寫出HgO，Ag2O受熱分解的化學方程式2HgO==2Hg+O2↑2Ag2O==4Ag+O2↑(適用Hg及其以后的不活潑金屬)KCaNaMgAlZnFeSnPb(H)CuHgAgHgAg⑵熱還原法KCaNaMgAlZnFeSnPb(H)CuHgAgZnFeSnPb(H)Cu（適合大部分金屬）CuO+H2===Cu+H2O高溫Fe2O3+3CO===2Fe+3CO2高溫（適合一些非?；顫娊饘伲㎝gCl2(熔融)===Mg+Cl2↑電解2Al2O3(熔融)===4Al+3O2↑電解冰晶石2NaCl(熔融)===2Na+Cl2↑電解⑶電解法KCaNaMgAlZnFeSnPb(H)Cu

HgAgPtAuKCaNaMgAlKCaNaMgAl

ZnFeSnPb(H)Cu

HgAg

PtAu電解法熱還原法熱分解法物理方法金屬活動性順序與金屬的冶煉方法小結鋁熱反應反應現(xiàn)象：劇烈反應，發(fā)出強光，紙漏斗被燒穿，沙子上落有黑色鐵珠。Fe2O3+2Al===2Fe+Al2O3高溫其它鋁熱反應

3MnO2+4Al===3Mn+2Al2O3高溫Cr2O3+2Al===2Cr+Al2O3高溫3Co3O4+8Al===9Co+4Al2O3高溫鋁熱反應的應用

鋁熱反應的原理可以應用在生產(chǎn)上，如用于焊接鋼軌等。在冶金工業(yè)上也常用這一反應原理，使鋁與金屬氧化物反應，冶煉釩、鉻、錳等閱讀課本P89頁表4-1常見金屬的冶煉原理金屬的回收和資源保護1、回收金屬的意義：（1）節(jié)約礦物資源；（2）節(jié)約能源；（3）減少環(huán)境污染

以鋁為例，生產(chǎn)一噸原鋁至少要消耗四噸鋁土礦資源。當前全球原鋁的年產(chǎn)量約2500萬噸，年消耗鋁土礦超過一億噸，如果照此發(fā)展下去，地球上的鋁土礦資源就會越來越少，直至有一天枯竭。如果人類消費的鋁能夠回收利用，只要回收利用量達到產(chǎn)量的二分之一，每年就將減少鋁土礦消耗量約5000萬噸，這對保護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)有關資料統(tǒng)計，

每生產(chǎn)一噸原鋁錠需要消耗能源213．2TJ(電能約占82％)，而生產(chǎn)一噸再生鋁合金錠所需能源消耗為5．5TJ(燃料約占80％)，僅為原鋁錠生產(chǎn)能源消耗的2．6％，優(yōu)勢比較明顯。由于鋁可以反復循環(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，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97％以上，比用煤發(fā)電減少的二氧化碳排放量更多，環(huán)保效益十分顯著。

小資料2、回收金屬的實例（1）廢舊鋼鐵用于煉鋼；（2）廢鐵屑用于制鐵鹽；（3）定影液用于回收銀練習1:冶煉金屬常用以下幾種方法：①以C、CO或H2

作還原劑還原。②利用鋁熱反應原理用Al還原。③電解法。④熱分解法。下列金屬各采用哪種方法還原最佳。Fe、Zn、Cu等中等活潑的金屬()Na、Mg、Al等活潑或較活潑金屬()Hg、Ag等不活潑金屬()V、Cr、Mn、W等高熔點金屬()①③