第四章化學與自然資源的開發利用第一節開發利用金屬礦物和海水資源第1課時金屬礦物的開發利用

法國皇帝拿破侖是一個喜歡炫耀自己的人。他常常大擺宴席，宴請天下賓客。每次宴會，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碗卻是鋁制品。為什么貴為法國皇帝，在當時卻不用高貴而亮麗的銀碗，而用色澤要暗得多的鋁碗呢？拿破侖與鋁碗

由于早期煉鋁十分困難，所以鋁的價格十分昂貴，一度躍居金銀之上，直至19世紀上半葉，鋁還是歐洲許多高級珠寶店的高檔貨。自從美國青年化學家霍爾發明電解制鋁法后，制鋁工藝不斷改進，現在人們已經熟練掌握了從鋁土礦（主要成分是Al2O3，當然還有很多其它雜質）中冶煉鋁的技術，使得制鋁成本大大下降，鋁的價格也一落千丈，走入千家萬戶。電解槽閱讀了上面的故事，你有哪些思考？化學要研究怎樣合理的、高效的利用自然界的資源。隨著社會的發展，人們利用自然資源的能力逐漸提高。我們如何開發和利用金屬呢？自然界中少數金屬（如金、鉑）以游離態存在。淘金獲得游離態金屬的方法是什么？物理提取法（富集法）—主要用于提取以游離態存在的極不活潑金屬,例如:鉑(Pt)、金(Au)等。金屬冶煉的實質:在一定條件下,用還原的方法使金屬化合物中的金屬離子得到電子變成金屬原子。即:Mn+得n個電子M（被還原）

自然界中的絕大多數的金屬是以化合態的形式存在。將金屬從其化合物中還原出來，用于生產和制造各種金屬材料的過程，在工業上稱為金屬的冶煉。金屬冶煉的方法舉例（1）熱分解法適合一些不活潑金屬（一般是排在氫后的金屬）2HgO

2Hg＋O2↑加熱2Ag2O

4Ag＋O2↑加熱（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)適合一些非常活潑的金屬（Zn之前的金屬）（常用的還原劑有：焦炭、CO、H2等）（3）熱還原法（Zn—Cu中等活潑金屬）高爐煉鐵的主要反應Fe2O3＋3CO2Fe＋3CO2

高溫2CuO+C2Cu+CO2

高溫WO3+3H2W+3H2O

高溫1、不同的金屬，冶煉方法一般不同2、金屬活動性順序表與金屬的冶煉金屬活動順序金屬失電子能力

金屬離子的得電子能力主要冶煉方法K、Ca、Na、Mg、AlZn、Fe、Sn、Pb（H）、CuHg、Ag、Pt、Au強弱弱強電解法熱還原法熱分解法小結：冶金的一般方法鋁熱反應（實驗4－1）裝置Fe2O3+2Al====2Fe+Al2O3

高溫鋁熱劑反應現象：鎂條劇烈燃燒，放出大量的熱，發出耀眼的白光，紙漏斗的下部被燒穿，有熔融物落入蒸發皿。鋁熱反應：鋁粉與某些金屬氧化物（如Fe2O3、MnO2、Cr2O３、V2O5等）的混合物在高溫下進行的反應。其中鋁粉與這些金屬氧化物的混合物稱為鋁熱劑。3MnO2+4Al====3Mn+2Al2O3高溫Cr2O3+2Al====2Cr+Al2O3高溫鋁熱反應有哪些實際的應用呢？請寫出MnO2、Cr2O3、分別與Al反應的化學方程式鋁熱反應應用冶煉難熔的金屬焊接鋼軌（冶煉常用的還原劑有：焦炭、CO、H2、Al等活潑金屬）金屬的回收和資源的保護回收金屬的意義：（1）節約礦物資源；（2）節約能源；（3）減少環境污染單質的還原性強弱電解法還原法加熱法物理方法金屬的冶煉課堂小結1、金屬冶煉的目的是（）A.把金屬化合物還原為金屬單質B.除去金屬中的雜質C.把金屬單質變為氧化物D.把電能轉變為化學能2.工業上常采用電解法冶煉的金屬是（）

A.FeB.CuC.AlD.AgAC課堂練習3．下列化學反應在金屬冶煉工業中還沒有得到應用的是(

)A．2NaCl(熔融)2Na＋Cl2↑B．Al2O3＋3C2Al＋3CO↑C．Fe2O3＋3CO2Fe＋3CO2D．2Ag2O4Ag＋O2↑B高溫＝=2125℃=====△＝=高溫＝=4．下列說法正確的是（）A．Mg可以用置換法和電解法冶煉得到B．Cu可以用電解法冶煉得到C．Al可以用直接加熱法冶煉得到D．Fe可以用鋁熱法冶煉得到DA5．在冶金工業上，均不能用通常化學還原劑制得的金屬組是（）A．Na、Mg、Al

B．Na、K、Zn

C．Fe、Cu、Ag