金属矿物的开发利用课件.ppt

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1、我国丰富的金属矿物和海水资源我国丰富的金属矿物和海水资源海洋中的矿产资源现实生活中金属的存在状态？现实生活中金属的存在状态？蓝铜矿蓝铜矿 萤石萤石 赤铁矿赤铁矿 Fe2O3CaF2Cu3CO32(OH)2矿物中的金属元素以什么形态存在？矿物中的金属元素以什么形态存在？金属的存在有什么规律吗金属的存在有什么规律吗?少数化学性质不活泼的金属少数化学性质不活泼的金属,在自然界在自然界中能以游离态存在中能以游离态存在,如金和铂以及少量如金和铂以及少量的银和铜的银和铜,较活泼的铁只能存在于陨石较活泼的铁只能存在于陨石中中,而化学性质活泼的金属而化学性质活泼的金属,在自然界中在自然界中总是以化合态存在总是

2、以化合态存在.但在实际生产和生但在实际生产和生活中应用的金属材料却往往是纯金属活中应用的金属材料却往往是纯金属或合金或合金,这就需要把金属从金属矿物中这就需要把金属从金属矿物中提炼出来提炼出来,这就叫做这就叫做金属的冶炼金属的冶炼.学习目标：学习目标：1、了解金属在自然界中的存在形式。、了解金属在自然界中的存在形式。2、掌握金属的冶炼方法。、掌握金属的冶炼方法。3、掌握铝热反应原理及实验。、掌握铝热反应原理及实验。4、了解金属回收和资源保护的意义。、了解金属回收和资源保护的意义。5、认识和体会化学在自然资源开发和利用中的意义和作用。、认识和体会化学在自然资源开发和利用中的意义和作用。教学重点与

3、难点：教学重点与难点：1、了解化学方法在金属矿物开发中的作用、了解化学方法在金属矿物开发中的作用2、掌握不同金属的冶炼方法、掌握不同金属的冶炼方法1.你知道从金属矿物中提炼金属你知道从金属矿物中提炼金属,一般要一般要经过哪些步骤经过哪些步骤?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:2.要将化合态的金属矿物转化为金属单质要将化合态的金属矿物转化为金属单质,有哪些方法有哪些方法?其实质是什么其实质是什么?一、一、金属矿物的开发利用金属矿物的开发利用矿物中的金属元素以阳离子形式存在n+n+ne-金属的冶炼要使金属离子得到电子转化为金属原子金属活动性顺序表金属活动

4、性顺序表KCaNaMgAlZnFeSnPb(H)CuHgAgPtAu金属活动性由强逐渐减弱金属活动性由强逐渐减弱金属离子的得电子能力逐渐增强金属离子的得电子能力逐渐增强冶炼金属的方法冶炼金属的方法 请完成下列化学方程式，并思考以下几个问题：请完成下列化学方程式，并思考以下几个问题：（1）这种金属的冶炼方法称为什么方法？这种金属的冶炼方法称为什么方法？（2）这种方法适用于什么类型的金属的冶炼？）这种方法适用于什么类型的金属的冶炼？（3）这些金属的氧化物的稳定性有什么特点？）这些金属的氧化物的稳定性有什么特点？热分解法。热分解法。适用于冶炼金属活动性较差的金属（如适用于冶炼金属活动性较差的金属（如

5、Hg和和Ag)。氧化物的稳定性差。氧化物的稳定性差。HgO=Ag2O=22Hg+O224Ag+O2请完成下列化学方程式，并思考以下几个问题：请完成下列化学方程式，并思考以下几个问题：（1）这种金属的冶炼方法称为什么方法？这种金属的冶炼方法称为什么方法？（2）这种方法适用于什么类型的金属的冶炼？）这种方法适用于什么类型的金属的冶炼？（3）用这种方法冶炼金属有什么缺点？）用这种方法冶炼金属有什么缺点？MgCl2(熔融熔融)=电解电解Al2O3(熔融熔融)=电解电解冰晶石冰晶石NaCl(熔融熔融)=电解电解Mg+Cl224Al+3O222Na+Cl2（1）这种金属的冶炼方法称为什么方法？这种金属的冶

6、炼方法称为什么方法？（2）这种方法适用于什么类型的金属的冶炼？）这种方法适用于什么类型的金属的冶炼？（3）用这种方法冶炼金属有什么缺点？）用这种方法冶炼金属有什么缺点？电解法。电解法。适合冶炼活动性很强的金属（在金属适合冶炼活动性很强的金属（在金属活动性顺序表中排在活动性顺序表中排在Zn前的金属）。前的金属）。消耗大量的电能，成本较高。消耗大量的电能，成本较高。通过观察这两个化学方程式，思考以下几个问题：通过观察这两个化学方程式，思考以下几个问题：（1）这种金属的冶炼方法称为什么方法？这种金属的冶炼方法称为什么方法？（2）这种方法适用于什么类型的金属的冶炼？）这种方法适用于什么类型的金属的冶炼

7、？（3）这种方法常用的还原剂有哪些？）这种方法常用的还原剂有哪些？CuO+H2=Cu+H2O高温高温Fe2O3+3CO=2Fe+3CO2高温高温（1）这种金属的冶炼方法称为什么方法？这种金属的冶炼方法称为什么方法？（2）这种方法适用于什么类型的金属的冶炼？）这种方法适用于什么类型的金属的冶炼？（3）这种方法常用的还原剂有哪些？）这种方法常用的还原剂有哪些？热还原法。热还原法。适用于金属活动性介于适用于金属活动性介于MgCu之间的之间的大多数金属的冶炼。大多数金属的冶炼。C、CO、H2和和Al等。等。铝热反应铝热反应实验实验41注意观察现象注意观察现象反应现象：镁镁条条剧剧烈烈燃燃烧烧，氧氧化化

8、铁铁粉粉和和铝铝粉粉发发生生剧剧烈烈反反应应，放放出出大大量量的的热热，发发出出耀耀眼眼的的白白光光，纸纸漏漏斗斗内内剧剧烈烈反反应应，纸纸漏斗被烧穿，有熔融物落入沙中。漏斗被烧穿，有熔融物落入沙中。Fe2O3+2Al=2Fe+Al2O3高温高温铝热剂铝热剂 铝是还原剂，在一定的条件下与某些金属氧化物铝是还原剂，在一定的条件下与某些金属氧化物反应，把其中的金属还原成单质。所以一些活泼的反应，把其中的金属还原成单质。所以一些活泼的金属也可作还原剂。金属也可作还原剂。3MnO2+4Al=3Mn+2Al2O3高温高温Cr2O3+2Al=2Cr+Al2O3高温高温3Co3O4+8Al=9Co+4Al2

9、O3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，如用于焊焊接钢轨接钢轨等。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，使铝与金属氧化物反应，使铝与金属氧化物反应，冶炼钒、铬、锰冶炼钒、铬、锰等等表表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+

10、Cu(湿法炼铜湿法炼铜)高温高温MgMgCl2(熔融熔融)=Mg+Cl2Al2Al2O3(熔融熔融)=4Al+3O2电解电解冰晶石冰晶石Na2NaCl(熔融熔融)=2Na+Cl24NaOH(熔融熔融)=4Na+O2+2H2O电解电解电解电解电解电解1 1、不同的金属，冶炼方法不同、不同的金属，冶炼方法不同+nM得得电子电子M（被还原）被还原）因为金属离子的得电子能力不同，所以冶炼方法不同。因为金属离子的得电子能力不同，所以冶炼方法不同。2、金属活动、金属活动性顺序金属的冶炼性顺序金属的冶炼金属活动金属活动顺序顺序金属失电金属失电子能力子能力 金属离子金属离子的得电子的得电子主要冶炼主要冶炼方法

11、方法K、Ca、Na、Mg、AlZn、Fe、Sn、Pb（H）、）、CuHg、Ag、Pt、Au强强弱弱弱弱强强电解法电解法热还原法热还原法热热分解法分解法学以致用下列叙述错误的是（下列叙述错误的是（）A、炼铁时，还原剂炼铁时，还原剂CO将铁从铁矿石中还原出来将铁从铁矿石中还原出来B、活泼金属活泼金属Na用电解法冶炼用电解法冶炼C、汞的冶炼只能用热还原法汞的冶炼只能用热还原法D、铝的冶炼一般用热还原法铝的冶炼一般用热还原法C、1、地球上的金属矿物资源是有限的，我们必须、地球上的金属矿物资源是有限的，我们必须 合理开发和利用这些矿物资源，主要途径有：合理开发和利用这些矿物资源，主要途径有：（1）_；（

12、2）_；（3）_；（4）_。提高金属矿物的利用率提高金属矿物的利用率减少金属的使用量减少金属的使用量加强金属资源的回收和再利用加强金属资源的回收和再利用使用其它材料代替金属材料使用其它材料代替金属材料2、回收金属的意义：、回收金属的意义：（1）_；（2）_；（3）_。节约矿物资源节约矿物资源节约能源节约能源减少环境污染减少环境污染1、金属矿物中提取金属的过程叫做、金属矿物中提取金属的过程叫做 冶炼冶炼2、不同活动性的金属冶炼方式不同、不同活动性的金属冶炼方式不同非常活泼一般活泼不活泼电解法电解法热还原法热还原法热分解法热分解法3、合理利用矿物资源，坚持可持续发展战略、合理利用矿物资源，坚持可持

13、续发展战略随堂训练1、下列各种冶炼方法中，可以制得相应、下列各种冶炼方法中，可以制得相应金属的是（金属的是（）A、加热氧化铝、加热氧化铝 B、加热碳酸钙、加热碳酸钙 C、电解熔融氯化钠、电解熔融氯化钠 D、氯化钠与铝粉高温共热、氯化钠与铝粉高温共热C2.下列关于金属冶炼的说法不正确下列关于金属冶炼的说法不正确的是的是()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 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 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

14、 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随堂训练C3、宋朝初期，我国已将湿法炼铜应用于、宋朝初期，我国已将湿法炼铜应用于生产，其反应原理为（生产，其反应原理为（）A、CuO+H2=Cu+H2O B、CuO+CO=CO2+Cu C、Fe+CuSO4=Cu+FeSO4 D、Cu2(OH)2CO3=2CuO+H2O+CO2随堂训练4、冶炼和提取金属常用以下几种方法：、冶炼和提取金属常用以下几种方法：以以C或或CO、H2作还原剂还原作还原剂还原电解法电解法热分解法热分解法铝热反应铝热反应物理提取法，现冶炼物理提取法，现冶炼和提取下列金属，试标明适宜的冶炼或提取方法。和提取下列金属，试标明适

15、宜的冶炼或提取方法。Fe_；Mg_；Cu_；Hg_；Na_；Au_。随堂训练5、下列反应原理不符合工业冶炼金属实际情况的是、下列反应原理不符合工业冶炼金属实际情况的是 A、（）B、C、D、2MgO=HgO=22Hg+O23MnO2+4Al=3Mn+2Al2O3高温高温电解电解2Mg+O2Fe3O4+4CO=3Fe+4CO2高温高温C6、用铝热剂冶炼难熔金属，是因为铝（用铝热剂冶炼难熔金属，是因为铝（）A 具有导电性具有导电性B 具有延展性具有延展性C 既能与酸反应又能与碱反应既能与酸反应又能与碱反应D 被氧化过程中放出大量的热被氧化过程中放出大量的热D7、可用热分解法就可能制得的金属、可用热分解法就可能制得的金属有（有（）A.Cu CrB.Ti WC.Ag HgD.Na AlC