第八章化學與可持續(xù)發(fā)展第一節(jié)自然資源的開發(fā)利用第1課時

金屬礦物的開發(fā)利用傾聽歷史的聲音：10000年前商周、春秋戰(zhàn)國西漢石器時代青銅器時代鐵器時代人類歷史在某種意義上就是一部金屬冶煉史，人類冶煉金屬的年代如圖所示，你發(fā)現(xiàn)了什么規(guī)律？為什么人類先使用的是銅器，而不是鐵器？結(jié)論：金屬的冶煉與金屬的存在、活潑性有關(guān)。鎂鋁合金近現(xiàn)代一、金屬在自然界中的存在金屬的存在游離態(tài)化合態(tài)極少數(shù)的不活潑金屬(金、鉑等)絕大多數(shù)金屬以化合物的形式存在將金屬從其化合物中還原出來，用于生產(chǎn)各種金屬材料，這一過程在工業(yè)上稱為金屬的冶煉。1、定義：2、實質(zhì)：二、金屬的冶煉

NaMgAlZnFeSnPbCuHgAgPtAu金屬單質(zhì)活潑性逐漸減弱

NaMgAlZnFeSnPbCuHgAgPtAu金屬陽離子氧化性逐漸增強結(jié)論：金屬越不活潑，越容易被還原出來。金屬的活潑性不同，采用的還原方法不一樣。Mn++

ne-

M還原三、金屬的冶煉方法：（一）物理富集：適合極不活潑金屬，如Pt、Au《浪淘沙.其八》-劉禹錫莫道讒言如浪深，莫言遷客似沙沉。千淘萬漉雖辛苦，吹盡狂沙始到金。

K

Ca

Na

Mg

Al

Zn

Fe

Sn

Pb

(H)Cu

Hg

Ag

Pt

Au

1、熱分解法：適合一些不活潑金屬，如汞和銀。（丹砂、朱砂）HgS2Hg+S↑（二）化學方法古詩詞：丹砂燒之成水銀，積變又還成丹砂一一葛洪《抱樸子》。K

Ca

Na

Mg

Al

Zn

Fe

Sn

Pb

(H)Cu

Hg

Ag

Pt

Au人類冶煉銅的發(fā)展歷程：濕法煉銅：Fe＋CuSO4=FeSO4＋Cu信州鉛山縣有苦泉，流以為澗。其水熬之，則成膽礬，烹膽礬則成銅。熬膽礬鐵釜，久之異化為銅?！蚶ā秹粝P談》火法煉銅：用礦(硫化礦，主要成分為Cu2S)二百五十籮……入大旋風爐，連烹(灼燒)三日三夜，方見成銅——明·陸容《菽園雜記》。古代煉銅：

2、熱還原法：適用于大部分金屬常用還原劑：C、CO、H2

、活潑金屬如Al等K

Ca

Na

Mg

Al

Zn

Fe

Sn

Pb

(H)Cu

Hg

Ag

Pt

Au鋁熱反應(yīng)鋁和金屬氧化物在高溫下發(fā)生劇烈反應(yīng)并放出大量熱的化學反應(yīng)實驗現(xiàn)象：鎂條劇烈燃燒，放出大量的熱，發(fā)出耀眼白光，紙漏斗的下部被燒穿，有熔融物落入細沙中。原理：Fe2O3+2Al===2Fe+Al2O3高溫鋁熱反應(yīng)鎂條為引燃劑氯酸鉀為助燃劑鋁熱劑Fe2O3+2Al===2Fe+Al2O3高溫其它鋁熱反應(yīng)3MnO2+4Al===3Mn+2Al2O3高溫Cr2O3+2Al===2Cr+Al2O3高溫3Co3O4+8Al===9Co+4Al2O3高溫應(yīng)用冶煉熔點較高且比鋁不活潑的金屬（如鎢、釩、鉻、錳等）焊接鋼軌

由于鋁的化學性質(zhì)比較活潑，早期煉鋁十分困難，所以鋁的價格十分昂貴，甚至比黃金還珍貴。直至19世紀上半葉，鋁還是歐洲許多高級珠寶店的高檔貨。1886年，在鋁的歷史上又是一個里程碑。這一年美國的大學生霍爾和法國大學生埃羅，都各自獨立地研究出電解制鋁法?，F(xiàn)在人們已經(jīng)熟練掌握了從鋁土礦（主要成分是Al2O3，當然還是有很多其它雜質(zhì)的）中冶煉鋁的技術(shù)了，使得制鋁成本大大下降，鋁的價格也一降千丈，走入千家萬戶。你不知道的小知識：曾經(jīng)的鋁這么值錢！3、電解法：MgCl2（熔融）===Mg+Cl2↑電解電解2Al2O3（熔融）===4Al+3O2↑冰晶石電解2NaCl（熔融）===2Na+Cl2↑降低熔點(1)工業(yè)上為什么常用電解熔融MgCl2的方法生產(chǎn)金屬鎂,而不用電解MgO的方法生產(chǎn)鎂?(2)工業(yè)上為什么常用電解Al2O3冰晶石熔融混合物的方法生產(chǎn)金屬鋁,而不用電解AlCl3的方法生產(chǎn)鋁?

MgO熔點比MgCl2高很多，熔融時消耗的能量大因為AlCl3是共價化合物，熔融狀態(tài)下不導電。故冶煉金屬鋁是用電解熔融Al2O3的方法。加入冰晶石(Na3AlF6)，以降低熔化溫度?！舅伎肌课镔|(zhì)MgCl2MgOAlCl3Al2O3熔點/℃714285219020544.閱讀歷史文獻記載，總結(jié)下列有關(guān)金屬的冶煉方法朝代利用礦物

歷史記載的材料冶煉方法夏朝

金礦“千淘萬漉雖辛苦，吹盡狂沙始到金”東晉硫化汞礦煉丹家葛洪《抱樸子》“丹砂（HgS）燒之成水銀”。西漢硫酸銅礦西漢劉安《淮南萬畢術(shù)》“曾青得鐵則化為銅”。商朝孔雀石礦西漢賈誼《鵬鳥賦》且夫天地為爐兮，造化為工；陰陽為炭兮，萬物為銅。戰(zhàn)國

赤鐵礦《秋浦歌》爐火照天地，紅星亂紫煙。物理富集法熱分解法濕法煉銅熱還原法熱還原法金屬活動性順序KCaNaMgAlZnFeSnPb(H)CuHgAgPtAu金屬冶煉的方法電解法熱還原法熱分解法富集法▲金屬的回收和資源保護

回收金屬的意義：（1）節(jié)約礦物資源；（2）節(jié)約能源；（3）減少環(huán)境污染。四.金屬的回收和資源保護

從礦石中冶煉鐵的基本過程：赤鐵礦(Fe2O3)磁鐵礦(Fe3O4)菱鐵礦(FeCO3)

黃鐵礦(FeS2)選礦冶煉精煉應(yīng)用預處理干法熱還