第一节第一节 开发利用金属矿物和海水资源开发利用金属矿物和海水资源 第第1课时课时 金属矿物的开发利用金属矿物的开发利用 绝大多数金属元素以什么形态绝大多数金属元素以什么形态存在于自然界中？存在于自然界中？大多数金属元素：大多数金属元素： 化合态化合态, , 如如Na、Fe极少数金属元素：极少数金属元素： 游离态游离态, , 如如Au、Pt一、金属的冶炼方法1. 金属的存在形态：金属矿石金属矿石黄铜矿黄铜矿 CuFeS2菱镁矿菱镁矿 MgCO3 萤石萤石 CaFCaF2 2 现代现代铝、铁合金等多样化的材料铝、铁合金等多样化的材料自自行行车车不锈钢器具不不锈锈钢钢器器具具金条金条首饰首饰2.你知道从金属矿物中冶炼金属你知道从金属矿物中冶炼金属,一般一般要经过哪些步骤要经过哪些步骤?矿石富集矿石富集金属冶炼金属冶炼金属精炼金属精炼金属冶炼的步骤金属冶炼的步骤:3.金属冶炼的实质是什么？金属冶炼的实质是什么？金属冶炼的实质金属冶炼的实质 金属元素：金属元素：化合态化合态 金属冶炼方法的依据为：金属冶炼方法的依据为： 金属活动性金属活动性即：即：Mn+ + ne- M得到电子得到电子游离态游离态2HgO 2Hg+O2 2Ag2O 4Ag+O2 （不活泼金属的冶炼）（不活泼金属的冶炼）（1）加热分解法）加热分解法4.冶炼金属的方法冶炼金属的方法（2 2）. .电解法电解法（非常活泼金属的冶炼）（非常活泼金属的冶炼）电解电解2Al2O3(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 电解电解电解电解冰晶石：冰晶石：Na3AlF6（3 3）. .热还原法热还原法 v常用的还原剂：H2、CO、C、活泼金属 高温高温 H2+CuO Cu+H2O 高温高温 Fe2O3+3CO 2Fe+3CO2（较活泼金属的冶炼）（较活泼金属的冶炼）请结合金属活泼性顺序表总结请结合金属活泼性顺序表总结金属冶炼方法的一般规律：金属冶炼方法的一般规律：金属的活动顺序金属的活动顺序 K Ca Na Mg AlZn Fe Sn Pb CuHg Ag 金属原子失电子能力金属原子失电子能力金属离子得电子能力金属离子得电子能力主要冶炼方法主要冶炼方法强强弱弱强强弱弱电解法电解法热还原法热还原法热分解法热分解法二、铝热反应 活泼金属也可以做还原剂，把相对不活泼的金属置换出来，例如：铝高温高温Fe2O3+2Al = 2Fe+Al2O3 实验实验4-1 铝热反应铝热反应现象现象原理原理镁条剧烈燃烧，发出白光，导致混合物镁条剧烈燃烧，发出白光，导致混合物剧烈反应，发出强光，有红热的熔融物生成。剧烈反应，发出强光，有红热的熔融物生成。2Al+Fe2O3=2Fe+Al2O3高温高温镁条为镁条为引燃剂引燃剂氯酸钾为氯酸钾为助燃剂助燃剂铝热剂：铝热剂：铝与氧铝与氧化铁的混合物化铁的混合物3MnO2+4Al=3Mn+2Al2O3高温高温Cr2O3+2Al=2Cr+Al2O3高温高温3Co3O4+8Al=9Co+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，如用于焊接钢轨焊接钢轨等；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，冶炼钒、铬、锰冶炼钒、铬、锰等等熔点高熔点高的金属。的金属。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=FeSO4+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电解电解电解电解讨论1、人类先进入青铜器时代，还是先进入铁器时代，为什么？2、从能量转化和环保的角度讨论，为什么要合理利用金属资源？怎样合理利用？金属资源的合理利用金属资源的合理利用1、提高金属提高金属矿物的利用率物的利用率2、减少金属的使用量、减少金属的使用量3、加、加强金属金属资源的回收和再利用源的回收和再利用4、使用其他材料代替金属材料、使用其他材料代替金属材料三、金属的回收和环境保护三、金属的回收和环境保护回收金属的意义：回收金属的意义：（1）节约矿物资源；）节约矿物资源；（2）节约能源；）节约能源；（3）减少环境污染）减少环境污染K Ca Na Mg Al Zn FeCu Hg Ag Pt Au电解法电解法热还原法热还原法热分解法热分解法金属活动顺序与金属冶炼金属活动顺序与金属冶炼方法的关系：方法的关系：思考总结：达标练习达标练习1在冶金工在冶金工业上，均不能用通常化学上，均不能用通常化学还原原剂制得的金属制得的金属组是是 （） ANa、Mg 、AlBNa、K 、Zn CFe、Cu、Ag DNa、Ca、CuA2目前，工业上冶炼铝目前，工业上冶炼铝 通常采用的方法是通常采用的方法是 （ ） ACO或氢气还原法或氢气还原法 B铝热反应法铝热反应法C电解法电解法 D热分解法热分解法C3下列叙述正确的是（下列叙述正确的是（ ） A工业上用电解熔融氯化钠的工业上用电解熔融氯化钠的方法制取钠方法制取钠 B钠加入氯化镁的饱和溶液中钠加入氯化镁的饱和溶液中可以制取金属镁可以制取金属镁 C电解冶炼铝的原料是氯化铝电解冶炼铝的原料是氯化铝 D碳在高温下能还原氧化铝中的铝碳在高温下能还原氧化铝中的铝A4下列说法正确的是（下列说法正确的是（ ） AMg可以用置换法和电解法可以用置换法和电解法冶炼得到冶炼得到 BCu可以用电解法冶炼得到可以用电解法冶炼得到 CAl可以用直接加热法冶炼得到可以用直接加热法冶炼得到DFe可以用铝热法冶炼得到可以用铝热法冶炼得到D谢谢谢！谢！