金属矿物的开发利用

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1、234宏伟的建筑宏伟的建筑-你知道它们名字？你知道它们名字？鸟巢鸟巢国家大剧院国家大剧院央央视视新新大大楼楼神七发射塔神七发射塔苏苏通通大大桥桥天然金天然金Au自然界中的金属自然界中的金属萤石萤石 CaF2 菱镁矿菱镁矿 MgCO3黄铜矿黄铜矿 CuFeS2黄铁矿黄铁矿FeSFeS2 2 化合态化合态游离态游离态单质单质 一、金属矿物的开发利用一、金属矿物的开发利用二二、 金属的冶金属的冶炼炼1、金属冶炼的原理：、金属冶炼的原理： 将金属由将金属由 态变为态变为 态的过程态的过程金属阳离子得电子变成金属原子Mn+ne-=M不活泼的金属不活泼的金属 K、Ca、Na、Mg、Al、 Zn、Fe、Sn

2、、Pb、(H)、Cu、 Hg、Ag、Pt、Au 非常活泼的金属非常活泼的金属 一般活泼的金属一般活泼的金属 金属活泼性不同，金属冶炼的方法同不同？金属活泼性不同，金属冶炼的方法同不同？ 结合课本结合课本P88-89P88-89你能否总结出：你能否总结出： 金属冶炼的方法金属冶炼的方法. .（提示：从金属活泼性不同去考虑）（提示：从金属活泼性不同去考虑）金属冶炼原理MgMgCl2(熔融熔融)=Mg+Cl2NaNaCl(熔融熔融)=Na+Cl2 AlFeCuHg2HgO=2Hg+O2 Ag2Ag2O=4Ag+O2 电解电解电解电解Fe2O3+3CO=2Fe+3CO2Fe2O3+3H2=2Fe+3H

3、2O 高温高温 高温高温CuO+H2=2Cu+H2O加热加热加热加热 加热加热2Al2O3(熔融熔融)电解电解冰晶石冰晶石4Al+ 3O2常见金属的冶炼原理常见金属的冶炼原理不同金属冶炼方法的选择不同金属冶炼方法的选择不活泼不活泼电解法电解法热热还原法还原法热热分解法分解法物理提物理提取法取法K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb（H)Cu Hg Ag Pt Au非常活泼非常活泼一般活泼金属一般活泼金属极不活泼极不活泼-通电分解金属通电分解金属的熔融盐或氧化物的熔融盐或氧化物的方法。的方法。加热或者高温下与加热或者高温下与还原剂反应还原剂反应加热金属氧加热金属氧化物的方法化物的方法

4、2Al2O3(熔融熔融)电解电解冰晶石冰晶石4Al+3O22NaCl(熔融熔融)2NaCl2电解电解+Fe2O3+3CO=2Fe+3CO2高温高温-高炉炼铁高炉炼铁2HgO=2Hg+O2 2Ag2O=4Ag+O2 o1.写出冶炼金属镁的化学方程式写出冶炼金属镁的化学方程式oMgCl2(熔融熔融)=Mg+Cl2o2.写出冶炼金属铜的化学方程式写出冶炼金属铜的化学方程式CuO+H2=2Cu+H2OFe+CuSO4=Cu+FeSO4-湿法炼铜湿法炼铜Cu2S+O2=2Cu+SO2-火法炼铜火法炼铜电解高温o分析并讨论：它们有没有发生氧化还原反应，分析并讨论：它们有没有发生氧化还原反应，若有，什么作还

5、原剂若有，什么作还原剂?oCuO + H2 = Cu + H2OoCuO + CO = Cu + CO2o2CuO + C = 2Cu + CO2oFe2O3 + 3CO = 2 Fe + 3CO2还原剂还原剂金属能不能作还金属能不能作还原剂呢原剂呢? ?高温高温高温高温高温高温1.取一张滤纸叠成漏斗状取一张滤纸叠成漏斗状 。2.把滤纸架在铁圈上把滤纸架在铁圈上,下面放置下面放置一盛沙子的蒸发皿。一盛沙子的蒸发皿。3. 把混合物（把混合物（5克克氧化铁氧化铁+2克克铝铝粉）粉）放入纸漏斗中。放入纸漏斗中。4.在混合物上面加一些的在混合物上面加一些的氯酸钾氯酸钾固体固体,再在中间插一根用砂纸打再

6、在中间插一根用砂纸打磨过的镁带磨过的镁带.5.用酒精灯点燃镁带用酒精灯点燃镁带.观察现象观察现象.实验步骤实验步骤:1.现象象铝与氧化与氧化铁反反应的的化学方程化学方程式式2.参加反应的是参加反应的是_和和_ ,它们混合物叫它们混合物叫_.3.镁条的作用是镁条的作用是_.4.氯酸钾的作用是氯酸钾的作用是_.5.此反应证明此反应证明_作还原剂作还原剂,此反应叫此反应叫_反应反应.6.此反应有什么特点此反应有什么特点?7.铝热反应有什么实际应用铝热反应有什么实际应用?（参考铝热反应的特点）（参考铝热反应的特点）1.镁条剧烈燃烧，发出耀眼的白光。滤纸被烧着，有红镁条剧烈燃烧，发出耀眼的白光。滤纸被烧

7、着，有红热的熔融物落入沙中，熔融物冷却后呈黑色。热的熔融物落入沙中，熔融物冷却后呈黑色。2Al+Fe2O3 2Fe+Al2O3高温高温铝氧化铁铝热剂引燃物助燃剂铝铝热反应放热，温度很高铝热反应的应用铝热反应的应用2.冶炼难熔的金属冶炼难熔的金属1.焊接钢轨焊接钢轨3MnO2+4Al = 3Mn+ 2Al2O3高温高温Cr2O3+2Al = 2Cr + Al2O3高温高温3Co3O4+8Al = 9Co + 4Al2O3高温高温其它铝热反应其它铝热反应 Mn、Cr、Co的熔点比较高的熔点比较高锰锰铬铬钴钴年代年代金属的冶炼方法夏夏朝朝铜铜斝斝春春秋秋时时期期的的铁铁锄锄和和铁铁削削现现代代用用电

8、电解解法法冶冶炼炼铝铝什么原因导致人类大量什么原因导致人类大量使用金属的时间铜早于使用金属的时间铜早于铁，而铁早于铝？铁，而铁早于铝？ 以铝为例，生产一吨原铝至少以铝为例，生产一吨原铝至少要消耗四吨铝土矿资源。当前全球原铝要消耗四吨铝土矿资源。当前全球原铝的的年产年产量约量约25002500万万吨，年吨，年消耗消耗铝土矿超铝土矿超过过一亿一亿吨，如果照此发展下去，地球上吨，如果照此发展下去，地球上的铝土矿资源就会越来越少，直至有一的铝土矿资源就会越来越少，直至有一天枯竭。天枯竭。金属资源是有限的金属资源是有限的 如果消费的铝能够回收利用，如果消费的铝能够回收利用，只要只要回收回收利用量达到产量

9、的利用量达到产量的1/21/2，每年就，每年就将减少铝土矿消耗量约将减少铝土矿消耗量约50005000万吨万吨，这对，这对保护全球铝土矿资源具有极为重要的意保护全球铝土矿资源具有极为重要的意义。义。 每年有大量的废旧金属产生，作为一种每年有大量的废旧金属产生，作为一种会污染环境的固体废弃物，怎么处理它们呢会污染环境的固体废弃物，怎么处理它们呢？ 地球上的金属矿物资源是有限的，我们必须地球上的金属矿物资源是有限的，我们必须 合理开发和利用这些矿物资源，主要途径有：合理开发和利用这些矿物资源，主要途径有：（1）_；（2）_；（3）_；（4）_。提高金属矿物的利用率提高金属矿物的利用率减少金属的使用

10、量减少金属的使用量加强金属资源的回收和再利用加强金属资源的回收和再利用使用其它材料代替金属材料使用其它材料代替金属材料3、金属的回收和资源保护、金属的回收和资源保护2、不同活泼性的金属冶炼方法的选择、不同活泼性的金属冶炼方法的选择电解法电解法热还原法热还原法热分热分解法解法物理提物理提取法取法K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb（H）Cu Hg Ag Au Pt非常活泼非常活泼一般活泼一般活泼极不活泼极不活泼不活泼不活泼3、金属回收和资源保护、金属回收和资源保护1、金属冶炼的原理、金属冶炼的原理1、用铝热剂冶炼难熔金属，是因为、用铝热剂冶炼难熔金属，是因为铝是（铝是（ ）A 具有

11、导电性具有导电性B 具有延展性具有延展性C 既能与酸反应又能与碱反应既能与酸反应又能与碱反应D 被氧化过程中放出大量的热被氧化过程中放出大量的热2、宋朝初期，我国已将湿法炼铜应用于生、宋朝初期，我国已将湿法炼铜应用于生产，其反应原理为（产，其反应原理为（ ） A、CuO+H2=Cu+H2O B、CuO+CO=CO2+Cu C、Fe+CuSO4=Cu+FeSO4 D、Cu2(OH)2CO3=2CuO+H2O+CO2 3.铝热剂并不单指铝热剂并不单指Fe2O3与铝粉的混合物，与铝粉的混合物，实际上铝粉可以与许多金属氧化物配成铝热剂。实际上铝粉可以与许多金属氧化物配成铝热剂。如铝粉与如铝粉与Fe3O

12、4、V2O5、MnO2等均可以发等均可以发生铝热反应。生铝热反应。1）写出铝粉与）写出铝粉与V2O5发生铝热反应的化学方程发生铝热反应的化学方程 式：式：_2)根据上述反应可总结出铝热反应的特点根据上述反应可总结出铝热反应的特点:铝热反应实际上属于四大基本反应类型中的铝热反应实际上属于四大基本反应类型中的_,其中铝表现了其其中铝表现了其_性性,作作_剂剂铝热反应常用于冶炼熔点铝热反应常用于冶炼熔点_的金属的金属.3V2O5+10Al=5Al2O3+6V置换反应置换反应还原还原还原还原高高高温高温 18521852年法国皇帝年法国皇帝拿破仑三世拿破仑三世为显示自为显示自己的富有和尊贵己的富有和尊贵, ,命令官员给自己打造了一命令官员给自己打造了一顶顶铝皇冠铝皇冠, ,他戴上铝皇冠他戴上铝皇冠, ,神气十足地接受神气十足地接受百官的朝拜百官的朝拜. .在国宴上，在国宴上， 他使用一套珍藏的他使用一套珍藏的铝制餐具铝制餐具 。 而他为客人提供的是金制的而他为客人提供的是金制的 餐具。餐具。小故事：小故事： 用钾、钠做还原剂用钾、钠做还原剂“铝比金贵铝比金贵” 18861886年，美年，美国、法国的霍尔国、法国的霍尔和埃鲁同时分别和埃鲁同时分别用用电解法电解法冶炼得冶炼得到铝到铝。