时 开发利用金属矿物和海水资源.pptx
人类使用的金属材料中金属的存在状态？第1页/共21页金、铂等为游离态金、铂等为游离态得电子，被还原得电子，被还原Mn+M+n e-主要是化合态主要是化合态 将金属从其化合物中将金属从其化合物中还原还原出来，使之转变为出来，使之转变为单质的过程。单质的过程。(1)(1)金属在自然界中的存在形式？金属在自然界中的存在形式？(2)(2)金属冶炼指的是什么？金属冶炼指的是什么？一、金属矿物的开发利用一、金属矿物的开发利用 1 1、金属的冶炼、金属的冶炼(3)(3)冶炼金属的步骤：冶炼金属的步骤：采矿采矿矿石富集矿石富集金属冶炼金属冶炼精炼精炼第2页/共21页 法法国国皇皇帝帝拿拿破破仑仑是是一一个个喜喜欢欢炫炫耀耀自自己己的的人人。他他常常常常大大摆摆宴宴席席，宴宴请请天天下下宾宾客客。每每次次宴宴会会，他他总总是是摆摆出出一一副副高高人人一一等等的的样样子子。餐餐桌桌上上的的用用具具几几乎乎全全是是用银制成的，唯有他自己用的那一个碗却是铝制品。用银制成的，唯有他自己用的那一个碗却是铝制品。思考与交流思考与交流 由于早期炼铝十分困难，所以铝的价格十分昂由于早期炼铝十分困难，所以铝的价格十分昂贵，一度超越金银之上，直至贵，一度超越金银之上，直至19世纪上半叶，铝世纪上半叶，铝还是欧洲许多高级珠宝店的高档货。还是欧洲许多高级珠宝店的高档货。为什么贵为法国皇帝，在当时却不用高贵而亮为什么贵为法国皇帝，在当时却不用高贵而亮丽的银碗，而用色泽要暗得多的铝碗呢？丽的银碗，而用色泽要暗得多的铝碗呢？第3页/共21页 自从美国青年化学家霍尔发明电解制铝法后，制自从美国青年化学家霍尔发明电解制铝法后，制铝工铝工 艺不断改进，艺不断改进，现在人们已经熟练掌握了从铝土现在人们已经熟练掌握了从铝土矿（主要成矿（主要成 分是分是Al2O3）中冶炼铝的技术，使得制中冶炼铝的技术，使得制铝成本大大下降，使铝走入千家万户。铝成本大大下降，使铝走入千家万户。电解槽电解槽2Al2O3(熔融)4Al 3O2 电解电解冰晶石冰晶石反应原理反应原理:第4页/共21页 古代中国劳动人古代中国劳动人民用木炭炼铁民用木炭炼铁 我国古代炼铁工业长期领先于世界，我国在西汉初时已我国古代炼铁工业长期领先于世界，我国在西汉初时已经懂得用木炭与铁矿石混合高温冶炼生铁，领先欧洲一千经懂得用木炭与铁矿石混合高温冶炼生铁，领先欧洲一千余年，南宋末年的工匠又掌握了用焦炭炼铁，而欧洲最早余年，南宋末年的工匠又掌握了用焦炭炼铁，而欧洲最早的英国直到的英国直到500年后（相当于清朝乾隆末年），才掌握这年后（相当于清朝乾隆末年），才掌握这一技术。一技术。反应原理反应原理:Fe2O33CO 2Fe3CO2高温高温铁矿石铁矿石焦炭焦炭空气空气石灰石石灰石主主要要原原料：料：第5页/共21页电解法电解法热还原法热还原法热分解法热分解法 1、思考思考:工业上工业上 如何冶炼铝和铁如何冶炼铝和铁?为什么为什么铁和铝的冶炼方法不同？铁和铝的冶炼方法不同？金属越活泼，越难冶炼金属越活泼，越难冶炼2 2、金属冶炼方法的确定、金属冶炼方法的确定由金属活泼性决定由金属活泼性决定K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb（H）Cu Hg Ag弱弱强强电解法电解法还原法还原法 Fe2O33CO 2Fe3CO2 高温高温2Al2O3(熔融)4Al 3O2 电解电解 冰晶石冰晶石第6页/共21页 3 3、金属冶炼的方法举例、金属冶炼的方法举例（1）热分解法热分解法2HgO 2Hg O2 加热加热2Ag2O 4AgO2 加热加热不活泼金属（一般是不活泼金属（一般是H后的金属）后的金属）Cu2S+O2 2Cu+SO2 高温高温火法炼铜火法炼铜AuCl4加热 Au+2Cl2第7页/共21页（2）不活泼金属物理方法Pt、Au淘金原理原理:金的质量较沙重,在淘去粗沙后,用水银滚动吸附金,水银是已知唯一可以粘附金的物质.第8页/共21页（2）电解法）电解法MgCl2(熔融)Mg Cl2 电解电解2NaCl(熔融)2NaCl2 电解电解2Al2O3(熔融)4Al 3O2 电解电解冰晶石冰晶石铝土矿铝土矿适合一些非常活泼金属（适合一些非常活泼金属（Zn前金属）前金属）第9页/共21页 （常用的还原剂有：焦炭、（常用的还原剂有：焦炭、CO、H2 等）等）（3 3）热还原法）热还原法（ZnZnCuCu中等活泼金属中等活泼金属）Fe2O33CO 2Fe3CO2 高温高温2CuO +C 2Cu+CO2 高温高温高炉炼铁高炉炼铁主要反应主要反应WO3+3H2 W+3H2O 高温高温 常用的还原剂还有哪些常用的还原剂还有哪些?第10页/共21页第11页/共21页现象现象化学化学方程式方程式Fe2O3+2Al=2Fe+Al2O3高温反应放出大量的热，发出耀眼的光芒，纸漏斗下部被烧穿，有熔融物落入沙中。请思考：请思考：实验中用到的镁条和氯酸钾有什么作用？实验中用到的镁条和氯酸钾有什么作用？铝热剂镁条为引燃剂，氯酸钾为助燃剂放热反应第12页/共21页铝热反应的应用：2AlFe2O3 2FeAl2O3高温高温3MnO24Al 2Al2O33Mn高温Cr2O3+2Al 2Cr+Al2O33Co3O4+8Al 9Co+4Al2O3高温高温其它铝热反应：铝热反应：铝某些金属氧化物 Al2O3金属单质高温 铝热反应适用于一些没有Al活泼，但是是高熔点的金属单质。如Fe、Cr、V、Mn等第13页/共21页铝热反应的应用：铝热反应应用铝热反应应用冶炼难熔的金属冶炼难熔的金属焊接钢轨焊接钢轨 （冶练常用的还原剂有：（冶练常用的还原剂有：焦炭、焦炭、CO、H2 、Al等活泼金属等活泼金属）第14页/共21页火法炼铜火法炼铜 我国古法炼铜我国古法炼铜-兴于商周时期兴于商周时期灼烧辉铜矿灼烧辉铜矿（CuCu2 2S S）灼烧灼烧孔雀石孔雀石Cu2(OH)2CO3 与木炭混合物与木炭混合物碳法制铜碳法制铜Cu2(OH)2CO3 2CuO +H2O +CO2 孔雀石C+2CuO =CO2 +2Cu高温湿法炼铜湿法炼铜 中国古代首创的胆水冶铜中国古代首创的胆水冶铜 西汉古籍西汉古籍淮南万毕术淮南万毕术上就有上就有“曾青得铁，则曾青得铁，则化为铜化为铜”的记载。的记载。Fe+CuSO4 =FeSO4+Cu Cu2S+O2 2Cu+SO2 高温高温第15页/共21页4 4、合理开发和利用矿物资源的途径：、合理开发和利用矿物资源的途径：（1 1）废旧金属回收；）废旧金属回收；（2 2）矿物资源保护；）矿物资源保护；（3 3）寻找金属替代品。）寻找金属替代品。金属铝的回收与利用金属铝的回收与利用第16页/共21页（1 1）节约矿物资源；）节约矿物资源；（2 2）节约能源；）节约能源；（3 3）减少环境污染）减少环境污染（1 1）废旧钢铁用于炼钢；）废旧钢铁用于炼钢；（2 2）废铁屑用于制铁盐；）废铁屑用于制铁盐；（3 3）定影液用于回收银）定影液用于回收银回收金属的实例：回收金属的实例：回收金属的意义：回收金属的意义：第17页/共21页课堂练习课堂练习:2 2、下列关于金属冶炼的说法不正确的是、下列关于金属冶炼的说法不正确的是()()A A、金属冶炼是由人类生产生活需要发展起来的、金属冶炼是由人类生产生活需要发展起来的 B B、天然矿藏很少只含一种金属元素往往含有较多、天然矿藏很少只含一种金属元素往往含有较多杂质杂质 C C、金属的冶炼主要有矿石的富集、冶炼还原和精、金属的冶炼主要有矿石的富集、冶炼还原和精炼三个步骤炼三个步骤 D D、金属冶炼一定要用到还原剂、金属冶炼一定要用到还原剂D D1 1、金属冶炼的目的是、金属冶炼的目的是 （）A A、把金属化合物还原为金属单质、把金属化合物还原为金属单质 B B、除去金属中的杂质、除去金属中的杂质 C C、把金属单质变为氧化物、把金属单质变为氧化物 D D、把电能转变为化学能、把电能转变为化学能A第18页/共21页5 5、冶炼金属常用以下几种方法：、冶炼金属常用以下几种方法：以以C C或或HH2 2、COCO作为还原剂还原法作为还原剂还原法 ；热分解法热分解法 ；电解法电解法 ；铝热法。现冶炼下列金属：铝热法。现冶炼下列金属：AlAl、MgMg、CuCu、HgHg、MnMn，试标明适宜的冶炼方法。，试标明适宜的冶炼方法。AlAl：；MgMg：；CuCu：；HgHg：；MnMn：。2 3 3、工业上常采用电解法冶炼的金属是、工业上常采用电解法冶炼的金属是 （）A A、Fe BFe B、Cu CCu C、Al DAl D、AgAg4 4、可用热分解法就可能制得的金属有（、可用热分解法就可能制得的金属有（）A.Cu Zn B.Ca K A.Cu Zn B.Ca K C.Ag Hg D.Na Al C.Ag Hg D.Na AlCC第19页/共21页6、根据下表回答，工业生产电解镁应该选择_作原料，原因是_。物质MgCl2MgO熔点714 2852MgCl2MgCl2的熔点低，电解工艺设备相对简单,成本低第20页/共21页感谢您的观看！第21页/共21页
