開發(fā)利用金屬礦物

第四章化學(xué)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【思考與交流】⑴地殼中含量最高的金屬是什么？溫故而知新金屬活動性順序表KCaNaMgAlZnFeSnPb(H)CuHgAgPtAu金屬活動性由強(qiáng)逐漸減弱金屬元素在自然界的存在游離態(tài)（金和鉑）化合態(tài)（絕大多數(shù)金屬）螢石CaF2

金屬礦石菱鎂礦MgCO3

黃銅礦CuFeS2輝銅礦

Cu2S赤鐵礦Fe2O3

黃鐵礦FeS2

天然金Au如果需要金屬單質(zhì)，那怎么辦？？——冶煉金屬（1）定義：____________________________________________________________

__________________________________。（2）實(shí)質(zhì)：______________________________________________________________________________________________。

用還原的方法使金屬化合物中的金屬離子得到電子變成金屬原子。

（即Mn++ne-=M）

將金屬從其化合物中還原出來用于生產(chǎn)和制造各種金屬材料的過程在工業(yè)上稱為金屬的冶煉。一、金屬礦物的開發(fā)利用1、金屬的冶煉探求新知請完成下列化學(xué)方程式，并思考以下幾個(gè)問題：（1）這種金屬的冶煉方法稱為什么方法？（2）這種方法適用于什么類型的金屬的冶煉？（3）這些金屬的氧化物的穩(wěn)定性有什么特點(diǎn)？熱分解法。適用于冶煉金屬活動性較差的金屬（如Hg和Ag)。氧化物的穩(wěn)定性差。HgO===△Ag2O===△22Hg+O2↑24Ag+O2↑古法煉銅——青銅時(shí)代火法煉銅:濕法煉銅:

西漢古籍《淮南萬畢術(shù)》上就有“曾青得鐵，則化為銅”的記載。

《宋史—食貨記》有記載：把生鐵打成薄片，排放在儲有膽水的槽中，浸漬幾天，然后刮取出泥狀銅……Fe+CuSO4=FeSO4+Cu灼燒輝銅礦Cu2S+O2=2Cu+SO2

高溫古法煉鐵——鐵器時(shí)代西漢初懂得用木炭與鐵礦石混合高溫冶煉生鐵。南宋末年的工匠又掌握了用焦炭煉鐵。

Fe2O3＋3CO2Fe+3CO2

高溫觀察下列化學(xué)方程式，并思考以下幾個(gè)問題：（1）這種金屬的冶煉方法稱為什么方法？（2）這種方法適用于什么類型的金屬的冶煉？（3）這種方法常用的還原劑有哪些？探求新知CuO+H2===Cu+H2O高溫Fe2O3+3CO===2Fe+3CO2高溫?zé)徇€原法。適用于金屬活動性介于Zn—Cu之間的大多數(shù)金屬的冶煉。C、CO、H2和Al等?！緦?shí)驗(yàn)與探究4—1】

鎂條劇烈燃燒，，發(fā)出耀眼的白光，紙漏斗內(nèi)劇烈反應(yīng)，火珠四濺，有火紅熔融物落入沙中——鐵。反應(yīng)現(xiàn)象：Fe2O3+2Al===2Fe+Al2O3高溫鋁熱劑鋁熱反應(yīng)1、鎂條的作用是什么2、氯酸鉀的作用是什么?3MnO2+4Al===3Mn+2Al2O3高溫Cr2O3+2Al===2Cr+Al2O3高溫3Co3O4+8Al===9Co+4Al2O3高溫其它鋁熱反應(yīng)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⑴為什么青銅器時(shí)代早于鐵器時(shí)代呢？⑵金屬鈉、鎂、鋁能用以上方法進(jìn)行冶煉嗎？【思考與討論】

金屬越活潑，越易失電子，該金屬離子就越難得電子，還原出該金屬就越難。探求新知請完成下列化學(xué)方程式，并思考以下幾個(gè)問題：（1）這種金屬的冶煉方法稱為什么方法？（2）這種方法適用于什么類型的金屬的冶煉？（3）用這種方法冶煉金屬有什么缺點(diǎn)？MgCl2(熔融)===電解Al2O3(熔融)===電解冰晶石NaCl(熔融)===電解Mg+Cl2↑24Al+3O2↑22Na+Cl2↑探求新知（1）這種金屬的冶煉方法稱為什么方法？（2）這種方法適用于什么類型的金屬的冶煉？（3）用這種方法冶煉金屬有什么缺點(diǎn)？電解法。適合冶煉活動性很強(qiáng)的金屬（在金屬活動性順序表中排在Zn前的金屬）。消耗大量的電能，成本較高。KCaNaMgAlZnFeSnPb(H)CuHgAgPtAu小結(jié)電解法熱還原法熱分解法物理提取法金屬的冶煉方法小結(jié)：

冶金的一般方法可見，越活潑的金屬越難冶煉K、Ca、Na、Mg、AlZn、Fe、Sn、Pb（H）、CuHg、Ag強(qiáng)————————————→弱弱————————————→強(qiáng)電解法熱還原法熱分解法Pt、Au主要冶煉方法金屬離子的得電子

金屬失電子能力金屬活動順序物理提取法

我們每年數(shù)以億噸計(jì)的向自然界索取金屬資源，資源就會越來越少，直至有一天枯竭。怎樣才能使金屬資源可持續(xù)發(fā)展？

小資料

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，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。閱讀：【思考與交流】3、金屬資源的可持續(xù)發(fā)展回收和再利用提高金屬礦物的利用率減少金屬的使用量使用其他材料代替金屬材料……1、不同金屬的冶煉，其冶煉方法也可能不同，主要原因是（）

A、金屬在自然界中的分布不同

B、金屬在自然界中的含量不同

C、金屬在自然界中的存在形式不同

D、金屬的活動性不同D隨堂訓(xùn)練隨堂訓(xùn)練2、冶煉和提取金屬常用以下幾種方法：①以C或CO、H2作還原劑還原②電解法③熱分解法④鋁熱反應(yīng)⑤物理提取法，現(xiàn)冶煉和提取下列金屬，試標(biāo)明適宜的冶煉或提取方法。

Fe________；Mg________；Cu_________；

Hg________；Na_________；Au_________。①④①②①③②⑤隨堂訓(xùn)練3、列反應(yīng)原理不符合工業(yè)冶煉金屬實(shí)際情況的是

A、（）

B、

C、

D、2MgO===HgO===△22Hg+O2↑3MnO2+4Al===3Mn+2Al2O3高溫電解2Mg+O2↑Fe3O4+4CO===3Fe+4CO2高溫

C學(xué)以致用4、下列敘述錯(cuò)誤的是（）

A、煉鐵時(shí)，還原劑CO將鐵從鐵礦石中還原出來

B、活潑金屬Na用電解法冶煉

C、汞的冶煉只能用熱還原法

D、鋁的冶煉一般用熱還原法

CＤ隨堂訓(xùn)練5、下列各種冶煉方法中，可以制得相應(yīng)金屬的是（）

A、加熱氧化鋁

B、加熱碳酸鈣

C、電解熔融氯化鈉