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1、金属矿物的开发利用第一节 开发利用金属资源和海水资源 第一课时金属矿物的开发利用资资 料料 白云石白云石CaMgCO32 辰砂辰砂HgS钒钛磁铁矿石钒钛磁铁矿石黄铜矿黄铜矿CuFeS2菱镁矿菱镁矿MgCO3 铝土矿Al2O3 资料绝大多数金属以化合物的形式存在于自然界中萤石萤石 CaFCaF2 2 辉沸石辉沸石NaCaNaCa2 2AlAl5 5SiSi1313O O363614H14H2 2O O 钙铀云母钙铀云母 Ca(UOCa(UO2 2) )2 2(PO(PO4 4) )2 212H12H2 2O O 翠铜矿翠铜矿CuSiOCuSiO3 3. .6H6H2 2O O 赤铁矿Fe2O3
2、黄铁矿FeS2 菱铁矿FeCO3 辉铜矿Cu2S 天然金天然金天然银天然银金属活动性顺序表金属活动性顺序表KCaNaMgAlZnFeSnPb(H)CuHgAgPtAu金属活动性由强逐渐减弱金属活动性由强逐渐减弱 金属元素在自然界中存在的叙述中，正确金属元素在自然界中存在的叙述中，正确的是（的是（ ）A A、金属元素只存在于矿物中、金属元素只存在于矿物中B B、金属元素只存在于矿物和动物体内，但植物体、金属元素只存在于矿物和动物体内，但植物体内不含内不含C C、少数金属元素以游离态存在，大多数金属元素、少数金属元素以游离态存在，大多数金属元素以化合态存在以化合态存在D D、金属元素不仅存在于矿物
3、中，动物和植物体内、金属元素不仅存在于矿物中，动物和植物体内也都含有少量金属元素也都含有少量金属元素金属元素在自然界的存在金属元素在自然界的存在游离态（金和铂）游离态（金和铂）化合态（绝大多数金属）化合态（绝大多数金属）C、D新新 知知 探探 求求金属的存在有什么规律吗金属的存在有什么规律吗?少数化学性质不活泼的金属少数化学性质不活泼的金属,在自然界在自然界中能以游离态存在中能以游离态存在,如金和铂以及少量如金和铂以及少量的银和铜的银和铜,较活泼的铁只能存在于陨石较活泼的铁只能存在于陨石中中,而化学性质活泼的金属而化学性质活泼的金属,在自然界中在自然界中总是以化合态存在总是以化合态存在.但在实
4、际生产和生但在实际生产和生活中应用的金属材料却往往是纯金属活中应用的金属材料却往往是纯金属或合金或合金,这就需要把金属从金属矿物中这就需要把金属从金属矿物中提炼出来提炼出来,这就叫做这就叫做金属的冶炼金属的冶炼.1、定义：、定义：_。2、实质：、实质：_。 用还原的方法使金属化合物中的用还原的方法使金属化合物中的金属离子得到电子变成金属原子。金属离子得到电子变成金属原子。（即即Mn+ne-=M） 将金属从其化合物中还原出来用于将金属从其化合物中还原出来用于生产和制造各种金属材料的过程在工业上生产和制造各种金属材料的过程在工业上称为金属的冶炼。称为金属的冶炼。请完成下列化学方程式，并思考以下几个
5、问题：请完成下列化学方程式，并思考以下几个问题：（1）这种金属的冶炼方法称为什么方法？这种金属的冶炼方法称为什么方法？（2）这种方法适用于什么类型的金属的冶炼？）这种方法适用于什么类型的金属的冶炼？（3）这些金属的氧化物的稳定性有什么特点？）这些金属的氧化物的稳定性有什么特点？热分解法。热分解法。适用于冶炼金属活动性较差的金属（如适用于冶炼金属活动性较差的金属（如Hg和和Ag)。氧化物的稳定性差。氧化物的稳定性差。HgOAg2O22Hg+O224Ag+O2请完成下列化学方程式，并思考以下几个问题：请完成下列化学方程式，并思考以下几个问题：（1）这种金属的冶炼方法称为什么方法？这种金属的冶炼方法
6、称为什么方法？（2）这种方法适用于什么类型的金属的冶炼？）这种方法适用于什么类型的金属的冶炼？（3）用这种方法冶炼金属有什么缺点？）用这种方法冶炼金属有什么缺点？MgCl2(熔融熔融)电解电解Al2O3(熔融熔融)电解电解冰晶石冰晶石NaCl(熔融熔融)电解电解Mg+Cl224Al+3O222Na+Cl2（1）这种金属的冶炼方法称为什么方法？这种金属的冶炼方法称为什么方法？（2）这种方法适用于什么类型的金属的冶炼？）这种方法适用于什么类型的金属的冶炼？（3）用这种方法冶炼金属有什么缺点？）用这种方法冶炼金属有什么缺点？电解法。电解法。适合冶炼活动性很强的金属（在金属适合冶炼活动性很强的金属（在
7、金属活动性顺序表中排在活动性顺序表中排在Zn前的金属）。前的金属）。消耗大量的电能，成本较高。消耗大量的电能，成本较高。观察下列化学方程式，并思考以下几个问题：观察下列化学方程式，并思考以下几个问题：（1）这种金属的冶炼方法称为什么方法？这种金属的冶炼方法称为什么方法？（2）这种方法适用于什么类型的金属的冶炼？）这种方法适用于什么类型的金属的冶炼？（3）这种方法常用的还原剂有哪些？）这种方法常用的还原剂有哪些？CuO+H2Cu+H2O高温高温Fe2O3+3CO2Fe+3CO2高温高温（1）这种金属的冶炼方法称为什么方法？这种金属的冶炼方法称为什么方法？（2）这种方法适用于什么类型的金属的冶炼？
8、）这种方法适用于什么类型的金属的冶炼？（3）这种方法常用的还原剂有哪些？）这种方法常用的还原剂有哪些？热还原法。热还原法。适用于金属活动性介于适用于金属活动性介于MgCu之间的之间的大多数金属的冶炼。大多数金属的冶炼。C、CO、H2和和Al等。等。实验实验4-1现象现象铝与氧化铁反应铝与氧化铁反应的化学方程式的化学方程式 2Al+Fe2O3 2Fe+Al2O3高温高温铝热剂：铝热剂：金属铝金属铝与铁、钴、镍、与铁、钴、镍、锰等的氧化物的锰等的氧化物的混合物。混合物。铝 热 反 应3MnO2+4Al3Mn+2Al2O3高温高温Cr2O3+2Al2Cr+Al2O3高温高温3Co3O4+8Al9Co
9、+4Al2O3高温高温其它铝热反应其它铝热反应 铝热反应的应用铝热反应的应用铝热反应的原理可以应用在生产上，如用于铝热反应的原理可以应用在生产上，如用于焊焊接钢轨接钢轨等。在冶金工业上也常用这一反应原理，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，使铝与金属氧化物反应，冶炼钒、铬、锰冶炼钒、铬、锰等等表表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FeFe2O3+3CO 2Fe+3CO2(高炉炼铁高炉炼铁)Fe2O3+2Al 2Fe+Al2O3(铝热法炼铁铝热法炼铁)高温高温高温高温CuCu2S+O2 2Cu+SO2(火法炼铜火法炼铜)Fe+CuSO4 F
10、eSO4+Cu(湿法炼铜湿法炼铜)高温高温MgMgO+C Mg+COMgCl2(熔融熔融) Mg+Cl2高温高温Al2Al2O3(熔融熔融) 4Al+3O2电解电解冰晶石冰晶石Na2NaCl(熔融熔融) 2Na+Cl2电解电解电解电解 1、地球上的金属矿物资源是有限的，、地球上的金属矿物资源是有限的，我们我们 应该如何合理开发和利用金属矿物应该如何合理开发和利用金属矿物资源？资源？讨论：讨论：2、你认为回收金属有什么意义？、你认为回收金属有什么意义？ 存在于海底的大量多金属结核矿，将存在于海底的大量多金属结核矿，将是人类重要的金属资源，请你推测目前开是人类重要的金属资源，请你推测目前开发这些海
11、底金属可能会遇到哪些主要问题，发这些海底金属可能会遇到哪些主要问题，并将你的看法同大家交流。并将你的看法同大家交流。思考与交流思考与交流 社会实践活动社会实践活动 （任选一个，暑假期间完成）（任选一个，暑假期间完成）1 1、洪江市黔城钒矿的冶炼及其污染状况的调查报告。、洪江市黔城钒矿的冶炼及其污染状况的调查报告。2 2、雪峰镇金矿开采现状及环境状况的调查报告。、雪峰镇金矿开采现状及环境状况的调查报告。3 3、安江锰矿冶炼技术以及沅水污染状况的调查报告。、安江锰矿冶炼技术以及沅水污染状况的调查报告。4 4、市民对废旧金属回收的习惯和心态调查报告。、市民对废旧金属回收的习惯和心态调查报告。同学们来学校和回家的路上要注意安全同学们来学校和回家的路上要注意安全
