1、開發利用金屬礦物和海水資源開發利用金屬礦物和海水資源 第第1課時課時: 金屬礦物的開發利用金屬礦物的開發利用2009年年6月月8日星期一日星期一 絕大多數金屬元素以什么形態絕大多數金屬元素以什么形態存在于自然界中？存在于自然界中？大多數金屬元素：大多數金屬元素： 化合態化合態, , 如如Na、Fe極少數金屬元素：極少數金屬元素： 游離態游離態, , 如如Au、Pt一、金屬的冶煉方法1. 金屬的存在形態：金屬礦石金屬礦石黃銅礦黃銅礦 CuFeS2菱鎂礦菱鎂礦 MgCO3 螢石螢石 CaFCaF2 2 部分金屬礦物部分金屬礦物黃銅礦黃銅礦赤鐵礦赤鐵礦鋁礦鋁礦錳礦錳礦鎢礦鎢礦鋅礦鋅礦現代現代鋁、鐵合

2、金等多樣化的材料鋁、鐵合金等多樣化的材料不銹鋼器具不不銹銹鋼鋼器器具具金條金條首飾首飾2.你知道從金屬礦物中冶煉金屬你知道從金屬礦物中冶煉金屬,一般一般要經過哪些步驟要經過哪些步驟?礦石富集礦石富集金屬冶煉金屬冶煉金屬精煉金屬精煉金屬冶煉的步驟金屬冶煉的步驟:3.金屬冶煉的實質是什么？金屬冶煉的實質是什么？ 金屬冶煉的實質金屬冶煉的實質 金屬元素：金屬元素：化合態化合態 金屬冶煉方法的依據為：金屬冶煉方法的依據為： 金屬活動性金屬活動性即：即：Mn+ + ne- M得到電子得到電子游離態游離態2HgO 2Hg+O22Ag2O 4Ag+O2（不活潑金屬的冶煉）（不活潑金屬的冶煉）（1）加熱分解法

3、）加熱分解法4.冶煉金屬的方法冶煉金屬的方法（2 2）. .電解法電解法（非?；顫娊饘俚囊睙挘ǚ浅；顫娊饘俚囊睙挘╇娊怆娊?Al2O3(熔融熔融) 4Al+3O2冰晶石冰晶石2NaCl(熔融熔融) 2Na+Cl2 MgCl2(熔融熔融) Mg+Cl2 電解電解電解電解冰晶石：冰晶石：Na3AlF6（3 3）. .熱還原法熱還原法 v常用的還原劑：H2、CO、C、活潑金屬 高溫高溫 H2+CuO Cu+H2O 高溫高溫 Fe2O3+3CO 2Fe+3CO2（較活潑金屬的冶煉）（較活潑金屬的冶煉）請結合金屬活潑性順序表總結請結合金屬活潑性順序表總結金屬冶煉方法的一般規律：金屬冶煉方法的一般規律：

4、強強弱弱強強弱弱電解法電解法熱還原法熱還原法熱分解法熱分解法二、鋁熱反應 活潑金屬也可以做還原劑，把相對不活潑的金屬置換出來，例如：鋁 高溫高溫 Fe2O3+2Al = 2Fe+Al2O3 實驗實驗4-1 鋁熱反應鋁熱反應現象現象原理原理鎂條劇烈燃燒，發出白光，導致混合物鎂條劇烈燃燒，發出白光，導致混合物劇烈反應，發出強光，有紅熱的熔融物生成。劇烈反應，發出強光，有紅熱的熔融物生成。2Al+Fe2O3=2Fe+Al2O3高溫高溫鎂條為鎂條為引燃劑引燃劑氯酸鉀為氯酸鉀為助燃劑助燃劑鋁熱劑：鋁熱劑：鋁與氧鋁與氧化鐵的混合物化鐵的混合物3MnO2+4Al = 3Mn+ 2Al2O3高溫高溫Cr2O3

5、+2Al = 2Cr + Al2O3高溫高溫3Co3O4+8Al = 9Co + 4Al2O3高溫高溫其它鋁熱反應其它鋁熱反應 鋁熱反應的應用鋁熱反應的應用 鋁熱反應的原理可以應用在生產上，如用于鋁熱反應的原理可以應用在生產上，如用于焊接鋼軌焊接鋼軌等；在冶金工業上也常用這一反應原理，等；在冶金工業上也常用這一反應原理，冶煉釩、鉻、錳冶煉釩、鉻、錳等等熔點高熔點高的金屬。的金屬。表表4-1 常見金屬的冶煉原理常見金屬的冶煉原理金屬金屬冶煉原理冶煉原理FeFe2O3+3CO=2Fe+3CO2(高爐煉鐵高爐煉鐵)Fe2O3+2Al=2Fe+Al2O3(鋁熱法煉鐵鋁熱法煉鐵)高溫高溫高溫高溫CuCu

6、2S+O2=2Cu+SO2(火法煉銅火法煉銅)Fe+CuSO4=FeSO4+Cu(濕法煉銅濕法煉銅)高溫高溫MgMgO+C=Mg+COMgCl2(熔融熔融)=Mg+Cl2高溫高溫Al2Al2O3(熔融熔融)=4Al+3O2電解電解冰晶石冰晶石Na2NaCl(熔融熔融)=2Na+Cl2電解電解電解電解討論 1、人類先進入青銅器時代，還是 先進入鐵器時代，為什么？ 2、從能量轉化和環保的角度討論， 為什么要合理利用金屬資源？ 怎樣合理利用？金屬資源的合理利用金屬資源的合理利用 1、提高金屬礦物的利用率提高金屬礦物的利用率 2、減少金屬的使用量、減少金屬的使用量 3、加強金屬資源的回收和再利用、加強

7、金屬資源的回收和再利用 4、使用其他材料代替金屬材料、使用其他材料代替金屬材料三、金屬的回收和環境保護三、金屬的回收和環境保護回收金屬的意義：回收金屬的意義：（1）節約礦物資源；）節約礦物資源；（2）節約能源；）節約能源；（3）減少環境污染）減少環境污染K Ca Na Mg Al Zn FeCu Hg Ag Pt Au電解法電解法熱還原法熱還原法熱分解法熱分解法金屬活動順序與金屬冶煉方法的關系：金屬活動順序與金屬冶煉方法的關系：思考總結：達標練習達標練習1在冶金工業上，均不能用通?；瘜W在冶金工業上，均不能用通?；瘜W 還原劑制得的金屬組是還原劑制得的金屬組是 （ ） ANa、Mg 、Al BNa、K 、Zn CFe、Cu、Ag DNa、Ca、CuA2目前，工業上冶煉鋁目前，工業上冶煉鋁 通常采用的方法是通常采用的方法是 （ ） ACO或氫氣還原法或氫氣還原法 B鋁熱反應法鋁熱反應法C電解法電解法 D熱分解法熱分解法C3下列敘述正確的是（下列敘述正確的是（ ） A工業上用電解熔融氯化鈉的工業上用電解熔融氯化鈉的方法制取鈉方法制取鈉 B鈉加入氯化鎂的飽和溶液中鈉加入氯化鎂的飽和溶液中可以制取金屬鎂可以制取金屬鎂 C電解冶煉鋁的原料是氯化鋁電解冶煉鋁的原料是氯化鋁 D碳在高溫下能還原氧化鋁中的鋁碳在高溫下能還原氧化鋁中的鋁A4下列說法正確的是（下