化学 第四章 化学与自然资源的开发利用 4.1 开发利用金属矿物和海水资源 新人教版必修2 .ppt

《化学 第四章 化学与自然资源的开发利用 4.1 开发利用金属矿物和海水资源 新人教版必修2 .ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《化学 第四章 化学与自然资源的开发利用 4.1 开发利用金属矿物和海水资源 新人教版必修2 .ppt（24页珍藏版）》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、人民教育出版社高中化学必修人民教育出版社高中化学必修2 24.14.1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（一）（一）奋飞中学奋飞中学黄铜矿黄铜矿赤铁矿赤铁矿铝矿铝矿锰矿锰矿钨矿钨矿锌矿锌矿 一、金属矿物的开发利用一、金属矿物的开发利用 金属元素种类多，分布广，活动性差别金属元素种类多，分布广，活动性差别大，在自然界的存在形式各异，少数化学性大，在自然界的存在形式各异，少数化学性质不活泼的金属，在自然界中以游离态存质不活泼的金属，在自然界中以游离态存在，如金、铂等。化学性质比较活泼的金在，如金、铂等。化学性质比较活泼的金属，在自然界中以化合态存在属，在自然界中以化合态存在。（一

2、）金属元素在自然界中的存在形态（一）金属元素在自然界中的存在形态1、游离态：极少数不活泼金属，如金、铂。、游离态：极少数不活泼金属，如金、铂。2、化合态：多数较活泼金属，如铝以铝土矿、化合态：多数较活泼金属，如铝以铝土矿 形式、铁以铁矿石形式存在。形式、铁以铁矿石形式存在。大多数金属在自然界中是以化合态存在。化大多数金属在自然界中是以化合态存在。化学要研究如何合理高效的利用这些金属矿物，学要研究如何合理高效的利用这些金属矿物，将其中的金属从其化合物中还原出来用于生将其中的金属从其化合物中还原出来用于生产和制造各种金属材料，这一过程在工业上产和制造各种金属材料，这一过程在工业上称为称为“金属的冶

3、炼金属的冶炼”。金属冶炼的实质是用还原的方法金属冶炼的实质是用还原的方法使金属化合物中的金属离子得到使金属化合物中的金属离子得到电子变成金属原子。电子变成金属原子。Mn+ne-=M （二）金属的冶炼（二）金属的冶炼金属活动性顺序金属活动性顺序K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb(H)Cu Hg Ag Pt Au金属活动性逐渐减弱金属活动性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金属冶炼的方法金属冶炼的方法1、热分解法、热分解法2、电解法、电解法 3、热还原法、热还原法 1、热分解法、热分解法:适用于金属活动性顺序表适用于金属活动性顺序表中不活泼金属的冶炼，

4、如中不活泼金属的冶炼，如Ag、Hg的冶炼。的冶炼。2HgO=2Hg+O22Ag2O=4Ag+O22、电解法、电解法:适用于钾、钙、钠、镁、适用于钾、钙、钠、镁、铝等非常活泼金属的冶炼。铝等非常活泼金属的冶炼。电解电解2NaCl（熔融）（熔融）=2Na+Cl2MgCl2（熔融）（熔融）=Mg+Cl2电解电解电解电解2Al2O3（熔融）（熔融）=4Al+3O2冰晶石冰晶石电解熔融物：适用于活泼金属的冶炼，炼得的电解熔融物：适用于活泼金属的冶炼，炼得的金属纯度高，耗电量大，生产成本高金属纯度高，耗电量大，生产成本高。熔融物熔融物属于离子化合物。属于离子化合物。3、热还原法、热还原法:适用于金属活动性

5、顺序表适用于金属活动性顺序表中介于中介于Zn和和Cu之间的金属的冶炼。之间的金属的冶炼。原理：在高温下发生氧化还原反应，原理：在高温下发生氧化还原反应，用还原剂将金属从它们的化合物用还原剂将金属从它们的化合物 中还原出来。如：中还原出来。如：CuO+H2=Cu+H2O 高温高温Fe2O3+3CO=2Fe+3CO2 高温高温Cr2O3+2Al=2Cr+Al2O3 高温高温1、CO：适用于较不活泼的金属，多用于：适用于较不活泼的金属，多用于冶炼合金，成本较低冶炼合金，成本较低2、H2适用于高温不和水反应的金属，金适用于高温不和水反应的金属，金属成分纯度高，熔点高，生产成本高属成分纯度高，熔点高，生

6、产成本高3、活泼金属：适用于高熔点、较不活泼、活泼金属：适用于高熔点、较不活泼的金属，生产成本高，金属纯度高的金属，生产成本高，金属纯度高小结：常见的还原剂小结：常见的还原剂实验步骤：实验步骤：1、把、把两张圆形滤纸分别折叠成漏斗两张圆形滤纸分别折叠成漏斗状套在一起，使四周都有四层。取状套在一起，使四周都有四层。取出内层出内层滤纸滤纸，在底部剪一个，在底部剪一个小小孔孔后后用水润湿，再套用水润湿，再套回原处回原处，并并架在铁架在铁圈上圈上，（如右图所示），（如右图所示）下面放置下面放置一一盛沙盛沙子子的蒸发皿。的蒸发皿。2、将、将5 g干干燥燥的氧化铁粉的氧化铁粉末末和和2 g铝粉均匀混合铝粉

7、均匀混合后后放放入入纸漏斗中，上面加少量氯酸钾中间插一根纸漏斗中，上面加少量氯酸钾中间插一根用砂纸打用砂纸打磨过的磨过的镁镁带。带。3、用用燃着的燃着的小木条点燃镁小木条点燃镁带，带，观察现象。观察现象。P89实验实验4-1（用（用Al冶炼冶炼Fe）镁镁条条剧剧烈烈燃燃烧烧，放放出出一一定定的的热热量量，使使氧氧化化铁铁粉粉末末和和铝铝粉粉在在较较高高温温度度下下发发生生剧剧烈烈的的反反应应。反反应应放放出出大大量量的的热热，并并发发出出耀耀眼眼的的光光芒芒。纸纸漏漏斗斗的的下下部部被被烧烧穿穿，有有熔熔融融物物落落入入沙沙中中。待待熔熔融融物物冷冷却却后后，除除去外层熔渣，仔细观察，可以发现

8、落下的是铁珠。去外层熔渣，仔细观察，可以发现落下的是铁珠。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反铝是还原剂，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。所以一些活泼的金应，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。属也可作还原剂。注：镁条、氯酸钾的作用注：镁条、氯酸钾的作用引燃剂引燃剂实验现象实验现象：铝热反应的原理可以应用在生产上，如用于焊接铝热反应的原理可以应用在生产上，如用于焊接钢轨等。在冶金工业上也常用这一反应原理，使钢轨等。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，冶炼钴、钒、锰

9、等铝与金属氧化物反应，冶炼钴、钒、锰等3MnO2+4Al=3Mn+2Al2O3 高温高温3Co3O4+8Al=9Co+4Al2O3 高温高温铝热反应的应用铝热反应的应用焊接钢轨焊接钢轨冶炼高熔点的金属冶炼高熔点的金属3V2O5+10Al=5Al2O3+6 V 高温高温阅读教材阅读教材P89表表4-1常见金属的冶炼原理常见金属的冶炼原理 练习：练习：Co3O4 +Al V2O5 +Al MnO2 +A l总结：不同金属冶炼方法的选择总结：不同金属冶炼方法的选择金属活动性：金属活动性：强强弱弱K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb（H）Cu Hg Ag电解法电解法热还原法热还原法热分解

10、法热分解法(三三)、金属的回收和使用途径、金属的回收和使用途径1、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2、有效使用金属产品、材料的主要途径、有效使用金属产品、材料的主要途径提高金属矿物的利用率，减少金属的使用量，提高金属矿物的利用率，减少金属的使用量，加强金属资源的回收和再利用，使用其他材加强金属资源的回收和再利用，使用其他材料代替金属材料等。料代替金属材料等。1、下列各种冶炼方法中，可以制得、下列各种冶炼方法中，可以制得 相应金属的是（相应金属的是（）A、加热氧化铝、加热氧化铝 B、加热碳酸钙、加热碳

11、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2、根据金属在金属活动顺序表中的位置、根据金属在金属活动顺序表中的位置及性质，推测制取下列金属最适宜的方法：及性质，推测制取下列金属最适宜的方法：Na Zn Hg Au C电解法电解法加热还原法加热还原法加热分解法加热分解法物理提取法物理提取法3、用铝热反应冶炼出的金属的状态用铝热反应冶炼出的金属的状态 是（是（）A、固态、固态 B、气态、气态 C、液态、液态 D、三种状态都有可能、三种状态都有可能4、铝能用于冶炼难熔的金属（如铁、钒、铝能用于冶炼难熔的金属（如铁、钒、锰等），这是因为铝具有（锰等），这是因为铝具有（）A、两性、两性 B、导电性好、导电性好 C、熔点低、熔点低 D、还原性，在冶炼反应中放出大量的热、还原性，在冶炼反应中放出大量的热5、不能用热分解法制得的金属是（不能用热分解法制得的金属是（）A、铁、铁 B、银、银 C、镁、镁 D、汞CDAC 课后作业课后作业 教材P93习题1、2、6、7