第四章第一課時(shí) 開發(fā)利用金屬礦物和海水資源課件.ppt

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1、天 然 金 Au 天 然 鉑 Pt自 然 界 礦 物 中 的 金 屬 元 素 存 在 形 態(tài)赤 鐵 礦 Fe2O3 藍(lán) 銅 礦 Cu3CO32(OH)2 螢 石 CaF2 人 類 使 用 的 金 屬 材 料 中 金 屬 的 存 在 狀 態(tài) ？ 金 、 鉑 等 為 游 離 態(tài)得 電 子 ， 被 還 原Mn+ M + n e-主 要 是 化 合 態(tài) 將 金 屬 從 其 化 合 物 中 還 原 出 來 ， 使 之 轉(zhuǎn) 變 為單 質(zhì) 的 過 程 。(1)金 屬 在 自 然 界 中 的 存 在 形 式 ？(2)金 屬 冶 煉 指 的 是 什 么 ？ 一 、 金 屬 礦 物 的 開 發(fā) 利 用 1、 金

2、屬 的 冶 煉(3)冶 煉 金 屬 的 步 驟 ：采 礦 礦 石 富 集 金 屬 冶 煉 精 煉 法 國 皇 帝 拿 破 侖 是 一 個(gè) 喜 歡 炫 耀 自 己 的 人 。 他常 常 大 擺 宴 席 ， 宴 請 天 下 賓 客 。 每 次 宴 會(huì) ， 他 總是 擺 出 一 副 高 人 一 等 的 樣 子 。 餐 桌 上 的 用 具 幾 乎全 是 用 銀 制 成 的 ， 唯 有 他 自 己 用 的 那 一 個(gè) 碗 卻 是鋁 制 品 。思 考 與 交 流 由 于 早 期 煉 鋁 十 分 困 難 ， 所 以 鋁 的 價(jià) 格 十 分 昂貴 ， 一 度 超 越 金 銀 之 上 ， 直 至 19世 紀(jì) 上

3、 半 葉 ， 鋁還 是 歐 洲 許 多 高 級 珠 寶 店 的 高 檔 貨 。 為 什 么 貴 為 法 國 皇 帝 ， 在 當(dāng) 時(shí) 卻 不 用 高 貴 而 亮麗 的 銀 碗 ， 而 用 色 澤 要 暗 得 多 的 鋁 碗 呢 ？ 自 從 美 國 青 年 化 學(xué) 家 霍 爾 發(fā) 明 電 解 制 鋁 法 后 ， 制鋁 工 藝 不 斷 改 進(jìn) ， 現(xiàn) 在 人 們 已 經(jīng) 熟 練 掌 握 了 從 鋁 土礦 （ 主 要 成 分 是 Al2O3） 中 冶 煉 鋁 的 技 術(shù) ， 使 得 制鋁 成 本 大 大 下 降 ， 使 鋁 走 入 千 家 萬 戶 。 電 解 槽2Al 2O3 (熔 融 ) 4Al 3

4、O2 電 解冰 晶 石反 應(yīng) 原 理 : 古 代 中 國 勞 動(dòng) 人民 用 木 炭 煉 鐵 我 國 古 代 煉 鐵 工 業(yè) 長 期 領(lǐng) 先 于 世 界 ， 我 國 在 西 漢 初 時(shí) 已經(jīng) 懂 得 用 木 炭 與 鐵 礦 石 混 合 高 溫 冶 煉 生 鐵 ， 領(lǐng) 先 歐 洲 一 千余 年 ， 南 宋 末 年 的 工 匠 又 掌 握 了 用 焦 炭 煉 鐵 ， 而 歐 洲 最 早的 英 國 直 到 500年 后 （ 相 當(dāng) 于 清 朝 乾 隆 末 年 ） ， 才 掌 握 這一 技 術(shù) 。 反 應(yīng) 原 理 : Fe2O3 3CO 2Fe 3CO2高 溫鐵 礦 石焦 炭空 氣石 灰 石主要原料 ：

5、 電 解 法 熱 還 原 法 熱 分 解 法 1、 思 考 : 工 業(yè) 上 如 何 冶 煉 鋁 和 鐵 ?為 什 么鐵 和 鋁 的 冶 煉 方 法 不 同 ？金 屬 越 活 潑 ， 越 難 冶 煉2、 金 屬 冶 煉 方 法 的 確 定 由 金 屬 活 潑 性 決 定K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb（ H ） Cu H g Ag弱 強(qiáng)電 解 法還 原 法 Fe2O3 3CO 2Fe 3CO2 高 溫2Al2O3 (熔 融 ) 4Al 3O2 電 解 冰 晶 石 3、 金 屬 冶 煉 的 方 法 舉 例（ 1） 熱 分 解 法2H gO 2H g O2 加 熱2Ag2O 4Ag

6、 O2 加 熱不 活 潑 金 屬 （ 一 般 是 H 后 的 金 屬 ）Cu2S + O2 2Cu + SO2 高 溫 火 法 煉 銅AuCl 4 加 熱 Au + 2Cl2 （ 2） 不 活 潑 金 屬 物 理 方 法 Pt、 Au淘 金 原 理原 理 :金 的 質(zhì) 量 較 沙 重 ,在 淘 去 粗 沙 后 ,用 水 銀滾 動(dòng) 吸 附 金 ,水 銀 是 已知 唯 一 可 以 粘 附 金 的 物質(zhì) . （ 2） 電 解 法MgCl2 (熔 融 ) Mg Cl2 電 解2NaCl (熔 融 ) 2Na Cl2 電 解2Al2O3 (熔 融 ) 4Al 3O2 電 解冰 晶 石鋁 土 礦適 合 一

7、 些 非 常 活 潑 金 屬 （ Zn前 金 屬 ） （ 常 用 的 還 原 劑 有 ： 焦 炭 、 CO、 H 2 等 ）（ 3） 熱 還 原 法 （ Zn Cu中 等 活 潑 金 屬 ） Fe2O3 3CO 2Fe 3CO2 高 溫2CuO + C 2Cu + CO2 高 溫 高 爐 煉 鐵主 要 反 應(yīng)WO3 + 3H 2 W + 3H 2O 高 溫 常 用 的 還 原 劑 還 有 哪 些 ? 現(xiàn) 象化 學(xué)方 程 式 Fe2O3+2Al = 2Fe + Al2O3高 溫反 應(yīng) 放 出 大 量 的 熱 ， 發(fā) 出 耀 眼的 光 芒 ， 紙 漏 斗 下 部 被 燒 穿 ，有 熔 融 物 落

8、入 沙 中 。請思考：實(shí)驗(yàn)中用到的鎂條和氯酸鉀有什么作用？鋁 熱 劑鎂 條 為 引 燃 劑 ， 氯 酸 鉀 為 助 燃 劑 放 熱 反 應(yīng) 鋁 熱 反 應(yīng) 的 應(yīng) 用 ：2Al Fe2O3 2Fe Al2O3高 溫3MnO2 4Al 2Al2O3 3Mn高 溫Cr2O3+2Al 2Cr + Al2O33Co3O4+8Al 9Co + 4Al2O3高 溫高 溫其 它 鋁 熱 反 應(yīng) ： 鋁 熱 反 應(yīng) ： 鋁 某 些 金 屬 氧 化 物 Al2O3 金 屬 單 質(zhì)高 溫 鋁 熱 反 應(yīng) 適 用 于 一 些 沒 有 Al活 潑 ， 但 是 是高 熔 點(diǎn) 的 金 屬 單 質(zhì) 。 如 Fe、 Cr、

9、V、 Mn等 鋁 熱 反 應(yīng) 的 應(yīng) 用 ：鋁 熱 反 應(yīng) 應(yīng) 用 冶 煉 難 熔 的 金 屬焊 接 鋼 軌 （ 冶 練 常 用 的 還 原 劑 有 ： 焦 炭 、 CO、 H 2 、 Al等 活 潑 金 屬 ） 火 法 煉 銅 我 國 古 法 煉 銅 -興 于 商 周 時(shí) 期灼 燒 輝 銅 礦 （ Cu2S）灼 燒 孔 雀 石 Cu2(OH )2CO3 與 木 炭 混 合 物碳 法 制 銅Cu2(OH )2CO3 2CuO + H 2O + CO2 孔 雀 石C + 2CuO = CO2 + 2Cu高 溫濕 法 煉 銅 中 國 古 代 首 創(chuàng) 的 膽 水 冶 銅 西 漢 古 籍 淮 南 萬

10、畢 術(shù) 上 就 有 “ 曾 青 得 鐵 ， 則化 為 銅 ” 的 記 載 。 Fe + CuSO4 = FeSO4+ Cu Cu2S + O2 2Cu + SO2 高 溫 4、 合 理 開 發(fā) 和 利 用 礦 物 資 源 的 途 徑 ：（ 1） 廢 舊 金 屬 回 收 ； （ 2） 礦 物 資 源 保 護(hù) ； （ 3） 尋 找 金 屬 替 代 品 。 金 屬 鋁 的 回 收 與 利用 （ 1） 節(jié) 約 礦 物 資 源 ；（ 2） 節(jié) 約 能 源 ；（ 3） 減 少 環(huán) 境 污 染（ 1） 廢 舊 鋼 鐵 用 于 煉 鋼 ；（ 2） 廢 鐵 屑 用 于 制 鐵 鹽 ；（ 3） 定 影 液 用 于

11、 回 收 銀回 收 金 屬 的 實(shí) 例 ：回 收 金 屬 的 意 義 ： 課 堂 練 習(xí) : 2、 下 列 關(guān) 于 金 屬 冶 煉 的 說 法 不 正 確 的 是 ( ) A、 金 屬 冶 煉 是 由 人 類 生 產(chǎn) 生 活 需 要 發(fā) 展 起 來 的 B、 天 然 礦 藏 很 少 只 含 一 種 金 屬 元 素 往 往 含 有 較 多雜 質(zhì) C、 金 屬 的 冶 煉 主 要 有 礦 石 的 富 集 、 冶 煉 還 原 和 精煉 三 個(gè) 步 驟 D、 金 屬 冶 煉 一 定 要 用 到 還 原 劑 D1、 金 屬 冶 煉 的 目 的 是 （ ） A、 把 金 屬 化 合 物 還 原 為 金 屬

12、 單 質(zhì) B、 除 去 金 屬 中 的 雜 質(zhì) C、 把 金 屬 單 質(zhì) 變 為 氧 化 物 D、 把 電 能 轉(zhuǎn) 變 為 化 學(xué) 能 A 5、 冶 煉 金 屬 常 用 以 下 幾 種 方 法 ： 以 C或 H2、 CO作 為 還 原 劑 還 原 法 ； 熱 分 解 法 ； 電 解 法 ； 鋁 熱 法 。 現(xiàn) 冶 煉 下 列 金 屬 ： Al、 Mg、 Cu、 Hg、Mn， 試 標(biāo) 明 適 宜 的 冶 煉 方 法 。 Al： ；Mg： ； Cu： ； Hg： ； Mn： 。 2 3、 工 業(yè) 上 常 采 用 電 解 法 冶 煉 的 金 屬 是 （ ） A、 Fe B、 Cu C、 Al D、 Ag4、 可 用 熱 分 解 法 就 可 能 制 得 的 金 屬 有 （ ） A . Cu Zn B . Ca K C . Ag Hg D . Na Al C C 6、 根 據(jù) 下 表 回 答 ， 工 業(yè) 生 產(chǎn) 電 解 鎂 應(yīng) 該 選 擇_作 原 料 ，原 因 是 _。物 質(zhì) MgCl2 MgO熔 點(diǎn) 714 2852MgCl2MgCl2的 熔 點(diǎn) 低 ， 電 解 工 藝 設(shè) 備 相 對 簡 單 ,成 本 低