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1、第四章 化学与可持续发展,第一节 开发利用金属矿物和海水资源,一、金属矿物的开发和利用,请同学们列举出常见金属的名称？越多越好！,金属活动性顺序,K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb (H) Cu Hg Ag Pt Au,金属活动性由强逐渐减弱,你能否给金属的冶炼下一个定义？,金属元素种类多，分布广，活动性差别大，在自然界的存在形式各异，少数不活泼金属以游离态存在（如金和铂等），多数金属以化合态存在。人们在生活和生产中使用的金属材料多是合金或纯金属，这就需要把金属从矿石中提炼出来，提炼的过程就是金属的冶炼过程。,金属冶炼的原理是什么？,金属的冶炼的步骤： 矿石的富集、冶炼、精炼,
2、金属冶炼有哪些方法？你们觉得金属活动顺序与金属冶炼方法有没有联系呢？如果有，有什么规律吗？,冶炼金属的方法,要根据金属的活动性顺序不同，采取不同的冶炼方法,1、热分解法（适合一些不活泼金属）,2HgO = 2Hg + O2 ,加热,2Ag2O = 4Ag + O2 ,加热,2、电解法（适合一些非常活泼金属）,MgCl2 (熔融) = Mg + Cl2 ,电解,2Al2O3 (熔融) = 4Al + 3O2 ,电解,冰晶石,2NaCl (熔融) = 2Na + Cl2 ,电解,3、热还原法（适合大部分金属）,CuO+H2 = Cu + H2O,高温,Fe2O3+3CO = 2Fe + 3CO2
3、,高温,小结： （1）热分解法和电解法适用于金属活动顺序中氢以后的金属冶炼或精炼。 （2）热还原法适用于金属活动顺序中部的金属冶炼 （3）电解熔盐或氧化物法选用于钾、钠、钙、铝等活泼金属的冶炼。,K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb (H) Cu Hg Ag Pt Au 电解法 热还原法 热分解法 物理提取法,铝热反应,注意观察现象,反应现象：剧烈反应，发出强光，纸漏斗被烧穿，沙子上落有黑色铁珠。,Fe2O3+2Al = 2Fe + Al2O3,高温,其它铝热反应,3MnO2+4Al = 3Mn+ 2Al2O3,高温,Cr2O3+2Al = 2Cr + Al2O3,高温,3Co3
4、O4+8Al = 9Co + 4Al2O3,高温,铝热反应的应用,铝热反应的原理可以应用在生产上，如用于焊接钢轨等。在冶金工业上也常用这一反应原理，使铝与金属氧化物反应，冶炼钒、铬、锰等,阅读课本P81页表4-1 常见金属的冶炼原理,金属的回收和资源保护,1、回收金属的意义： （1）节约矿物资源；（2）节约能源； （3）减少环境污染,以铝为例，生产一吨原铝至少要消耗四吨铝土矿资源。当前全球原铝的年产量约2500万吨，年消耗铝土矿超过一亿吨，如果照此发展下去，地球上的铝土矿资源就会越来越少，直至有一天枯竭。如果人类消费的铝能够回收利用，只要回收利用量达到产量的二分之一，每年就将减少铝土矿消耗量约
5、5000万吨，这对保护全球铝土矿资源具有极为重要的意义。其次，利用废杂原料生产一吨合金铝锭与用铝土矿原料生产一吨原铝锭相比，可以节省95以上的能源消耗。,你知道吗？,据有关资料统计， 每生产一吨原铝锭需要消耗能源2132TJ(电能约占82)，而生产一吨再生铝合金锭所需能源消耗为55TJ(燃料约占80)，仅为原铝锭生产能源消耗的26，优势比较明显。由于铝可以反复循环使用，从再生铝废料中再生产铝，其节能效果更加显著。另外，再生铝生产中二氧化碳的产生量和排放量与原铝生产相比，大为减少。有资料统计，再生铝生产可比用水电生产原铝减少二氧化碳排放量91%，比用燃油发电减少二氧化碳排放量97以上，比用煤发电减少的二氧化碳排放量更多，环保效益十分显著。,小资料,2、回收金属的实例 （1）废旧钢铁用于炼钢；（2）废铁屑用于制铁盐； （3）定影液用于回收银,思考与交流,课本P82页,
