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1、第四章第四章 化学与自然资化学与自然资源的开发利用源的开发利用第一节第一节 开发利用金属开发利用金属矿物和海水资源矿物和海水资源第一课时第一课时金矿金矿铂矿铂矿铝土矿铝土矿黄铁矿黄铁矿FeSFeS2 2黄铜矿黄铜矿 CuFeSCuFeS2 2闪锌矿闪锌矿ZnSZnS4人类最早发现和应用的金属人类最早发现和应用的金属5铜铜 镜镜汉武帝时铜币汉武帝时铜币先秦刀币先秦刀币 铜铜是人类第一种大量使用的金属，结束是人类第一种大量使用的金属，结束了漫长的了漫长的“石器时代石器时代”。在在公公元元前前60006000年年到到70007000年年左左右右，人人类类开开始始迈进了象征古代文明开端的迈进了象征古代
2、文明开端的“铜器时代铜器时代”。6这是英法联军洗劫焚这是英法联军洗劫焚毁世界建筑史上最杰毁世界建筑史上最杰出的园林出的园林圆明园圆明园后，被劫掠到国外的后，被劫掠到国外的珍贵文物珍贵文物铜虎头铜虎头，20002000年在香港被拍卖。年在香港被拍卖。由中国派员出高价将由中国派员出高价将其赎回。其赎回。记住我们的国耻：中国还有上记住我们的国耻：中国还有上百万件珍贵文物流失海外百万件珍贵文物流失海外一、金属矿物的开发利用一、金属矿物的开发利用1.1.金属在自然界中的存在形式金属在自然界中的存在形式金、铂等极少数金属以金、铂等极少数金属以 形式存形式存在；绝大多数金属以在；绝大多数金属以 形式存在。形
3、式存在。金属化合物中，金属元素都显金属化合物中，金属元素都显 化合价。化合价。游离态游离态化合态化合态正正2.2.金属的冶炼：金属的冶炼：v定义：定义：把金属矿物中的金属从其化合物把金属矿物中的金属从其化合物中还原出来的过程，在工业上称为金属的中还原出来的过程，在工业上称为金属的冶炼。冶炼。v本质：本质：利用氧化还原反应，使金属化合利用氧化还原反应，使金属化合物中的金属阳离子得到电子变成金属原子。物中的金属阳离子得到电子变成金属原子。 即：即：M Mn+ n+ + ne+ ne- -MM9结论：结论：金属位置越靠后，越易被还原，用一般的还金属位置越靠后，越易被还原，用一般的还 原方法即可；原方
4、法即可； 金属位置越靠前，越难被还原，要用较强的还金属位置越靠前，越难被还原，要用较强的还原手段来还原原手段来还原金属活动性顺序金属活动性顺序金属活动性顺序金属活动性顺序大约大约100100多年前多年前大约大约25002500年前年前大约大约40004000年前年前K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb (H) Cu Hg Ag Pt Au快速阅读课本快速阅读课本8888页内容，找出金属冶页内容，找出金属冶炼有多少种方法，分别是什么？适用炼有多少种方法，分别是什么？适用于金属活动顺序表中的哪些金属于金属活动顺序表中的哪些金属? ?浪淘沙浪淘沙 - -刘禹锡刘禹锡日照澄洲江雾开日照澄
5、洲江雾开, ,涛金女伴满江隈涛金女伴满江隈. . 美人首饰侯王印美人首饰侯王印, ,尽是沙中海底来尽是沙中海底来. . 淘金原理淘金原理 刚果手工金矿开采刚果手工金矿开采马达加斯加街头淘金者马达加斯加街头淘金者原理原理是是: :金的质量较金的质量较沙重沙重, ,在淘去粗沙后在淘去粗沙后, ,用水银滚动吸附金用水银滚动吸附金, ,水银水银是已知唯一可以是已知唯一可以粘附金的物质粘附金的物质. .3.3.冶炼金属的方法冶炼金属的方法v物理方法：物理方法：v热分解法：热分解法： 古代炼丹术家葛洪，曾经在他的著作古代炼丹术家葛洪，曾经在他的著作抱朴子中记载有抱朴子中记载有“丹砂烧之成水银丹砂烧之成水银
6、” HgO = Ag2O =不活泼的金属（如不活泼的金属（如HgHg、AgAg）用高温加热）用高温加热分解其分解其氧化物氧化物的方法的方法热分解法热分解法v热还原法：热还原法：对于较活泼的金属（对于较活泼的金属（ZnZn、FeFe、SnSn、PbPb、CuCu）在加热的条件下，用）在加热的条件下，用还原剂还原剂将金属从将金属从化合物中还原出来。化合物中还原出来。常用的常用的还原剂还原剂有：有：活泼金属活泼金属、CO、H2、C( (焦炭焦炭) )湿法炼铜？湿法炼铜？Fe + CuSO4 FeSO4 + Cu火法炼铜？火法炼铜？ Cu2S + O2 = 2Cu + SO2高温高温Cu2(OH)2C
7、O3 2CuO + H2O + CO2 孔雀石孔雀石 C + 2CuO = CO2 + 2Cu高温高温Fe2O3 + 3CO实验实验4-1 铝热反应铝热反应现象：现象： 镁条剧烈燃镁条剧烈燃烧，发出白光，导致烧，发出白光，导致混合物剧烈反应，发混合物剧烈反应，发出强光，有红热的熔出强光，有红热的熔融物生成。融物生成。 Al + Fe2O3高温高温铝热剂：铝热剂：铝与氧化铁铝与氧化铁的混合物的混合物镁条为镁条为引燃剂引燃剂氯酸钾为氯酸钾为助燃剂助燃剂应用：应用：(1)(1)焊接钢轨。焊接钢轨。(2)(2)冶炼金属。冶炼金属。冶炼钒、铬、锰冶炼钒、铬、锰等熔点高的金属等熔点高的金属请写出请写出Mn
8、O2、Cr2O3、WO3、V2O5分别与分别与Al反应的化学方程式？反应的化学方程式？v电解法电解法K、Ca、Na、Mg、Al还原性太强，只有用还原性太强，只有用电解法电解法 通电分解其通电分解其熔融熔融氯化物或氧化氯化物或氧化物的方法来冶炼。物的方法来冶炼。 2NaCl (熔融熔融) 2Na + Cl2 电解电解根据下表回答，工业生产电解冶炼金属镁应该根据下表回答，工业生产电解冶炼金属镁应该选择选择_作原料，原因是作原料，原因是_ MgClMgCl2 2的熔点低，电解设备相对简单的熔点低，电解设备相对简单, ,成本低成本低MgCl2物质物质 MgCl2MgOAlCl3Al2O3熔点熔点 71
9、428521902000工业生产电解冶炼金属工业生产电解冶炼金属AlAl应该选择应该选择_作原料，作原料，原因原因_Al2O3AlClAlCl3 3为共价化合物不导电为共价化合物不导电 练习练习: : 写出电解写出电解MgCl2、Al2O3的化学方程式？的化学方程式？ 4.4.合理开发和利用矿物资源合理开发和利用矿物资源如何合理利用矿物资源，坚持可持续发展战略？如何合理利用矿物资源，坚持可持续发展战略？阅读教材阅读教材P89P89最后一段最后一段22(1)途径途径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他
10、材料代替金属材料使用其他材料代替金属材料(2)(2)意义意义节约矿物资源节约矿物资源节约能源节约能源减少环境污染减少环境污染2024/7/2523表表4-1 常见金属的冶炼原理常见金属的冶炼原理金属金属冶炼原理冶炼原理Fe高炉炼铁高炉炼铁 ？ 铝热法炼铁？铝热法炼铁？Cu火法炼铜火法炼铜 ？ 湿法炼铜湿法炼铜 ？MgAlNa写出金属活动顺序表，写出金属活动顺序表，并标明各种冶炼方法并标明各种冶炼方法2024/7/2525K Ca Na Mg g Al Zn Fe Sn Pb (H) Cu Hg g Ag g Pt Au金属金属单质单质的的还原性还原性减弱，金属减弱，金属离子离子的的氧化性氧化性增强增强电解法电解法热还原法热还原法热分解法热分解法物理提取法物理提取法金属活动性顺序与金属的冶炼方法金属活动性顺序与金属的冶炼方法小小 结结
