【化学】411《开发利用金属矿物和海水资源》课件(新.ppt

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1、第四章化学与可持续发展第一节开发利用金属矿物和海水资源2021/7/17知识技能本节课学习学目标过程方法归纳法：由具体到一般归纳常用金属的冶炼方法情感态度1、以金属矿物的开发和利用为例，认识化学方法在实现物质间转化中的作用；2、了解海水资源开发和利用的前景及化学在其中可以发挥的作用。活动探究：对开发海底金属资源设想或回收旧金属的意义进行探究。体会保护资源的重要性。培养珍惜资源的价值观。2021/7/17常见的金属矿物资源金矿Au铂矿Pt少数不活泼金属以游离态存在（如金和铂）2021/7/17人类最早发现和应用的金属分别是：2021/7/17黄铜矿赤铁矿铝矿锰矿钨矿锌矿2

2、021/7/17白云石CaMg[CO3]2辰砂HgS黄铜矿CuFeS2菱镁矿MgCO3大多数金属以化合态存在如果需要金属单质，那怎么办？——冶炼金属常见的金属矿物资源2021/7/17在公元前6000年到7000年左右，人们就能冶炼出铜铜镜汉武帝时铜币先秦刀币冶炼金属要追溯到古代2021/7/17金属元素的存在：除了金、铂等极少数金属外，绝大多数金属以化合物的形式存在于自然界。2021/7/17我国21世纪初可持续发展的总体目标是：可持续发展能力不断增强，经济结构调整取得显著成效，人口总量得到有效控制，生态环境明显改善，资源利用率显著提高，促进人与自然的和谐，推动整个社

3、会走上生产发展、生活富裕、生态良好的文明发展道路。自然资源与可持续发展2021/7/17因为我们的生活生产需要金属，所以必须要开发利用金属资源。但金属资源是不可再生资源，不是取之不尽的。利用化学知识，在科学开发利用金属矿物的基础上，使金属矿物资源得到可持续发展那如何解决2021/7/17在富集好的矿石中利用不同方法将金属还原出来，最后进行提纯。大多数金属矿石里含有杂质，如石英、石灰石等，因此在冶炼金属时首先需要富集矿石。2021/7/17“金属的冶炼”的实质是什么？冶炼金属的实质是用氧化还原的方法使金属化合物中的金属离子得到电子变成金属原子。将金属从其化合物中还原出来用

4、于生产和制造各种金属材料的过程在工业上称为金属的冶炼。2021/7/17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，领先欧洲一千余年。古代中国劳动人民用木炭炼铁2021/7/17回忆：初中学过冶炼铁的方法？Fe2O3+3CO2Fe+3CO2高温得电子能由此找出金属冶炼的实质吗？2、金属冶炼的实质实质是用还原的方法使金属化合物中的金属离子得到电子变成金属原子。M得电子M（被还原）n+还原出金属的难易由谁决定2021/7/17金属活动性顺序KCaNaMgAlZnFeSnPb(H)CuHgAgPtAu金属活动性逐渐减弱金属离子的得电子能力逐渐增强电解法热还原法热分解

5、法物理提取法①金属位置越靠后，其阳离子越易被还原，用一般的还原方法即可；②金属位置越靠前，其阴离子越难被还原，要用较强的还原手段来还原。结论：2021/7/172、热分解法（适合一些不活泼金属）2HgO2Hg+O2↑△2Ag2O4Ag+O2↑冶炼金属的几种方法1、物理提取法：适用于极不活泼的金属——Pt、Au△2021/7/173、热还原法（适用于大部分金属）CuO+H2Cu+H2OFe2O3+3CO2Fe+3CO2↑高温△注：除了CO、H2、C等做还原剂外，一些活泼金属如Al等也可做还原剂还原金属2021/7/17探究实验4-1【提出问题】①活泼金属能像CO那样做还原

6、剂还原出金属吗？②若能，Fe2O3跟Al在高温条件下反应生成什么？2021/7/17反应现象：①镁条剧烈燃烧，②氧化铁粉和铝粉发生剧烈反应，③放出大量的热，发出耀眼的白光，④纸漏斗内剧烈反应，纸漏斗被烧穿，有熔融物落入沙中。Fe2O3+2Al2Fe+Al2O3高温铝热剂铝是还原剂，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。所以一些活泼的金属也可作还原剂。1、镁条的作用是什么？2、氯酸钾的作用是什么？问题：引燃剂2021/7/173MnO2+4Al===3Mn+2Al2O3高温Cr2O3+2Al===2Cr+Al2O3高温3Co3O4+8Al===9Co

7、+4Al2O3高温其它铝热反应2021/7/17铝热反应的应用：(1)焊接钢轨，(2)冶炼钒、铬、锰等金属。2021/7/171996年之后，我国再度成为钢铁产量最大的国家。2021/7/17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19世纪上半叶，铝还是欧洲许多高级珠宝店的高档货。Al2021/7/17然而自从美国青年化学家霍尔发明电解制铝法后，制铝工艺不断改进，现在人们已经熟练掌握了从铝土矿（主要成分是Al2O3，当然还是有很多其它杂质的）中冶炼铝的技术了，使得制铝成本大大下降，铝的价格也一降千丈，走入千家万户