开发利用金属矿物和海水资源课件.ppt
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- 开发利用 金属 矿物 海水 资源 课件
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1、学习目标学习目标1、了解金属冶炼的实质、方法、了解金属冶炼的实质、方法2、通过比较不同金属的冶炼,理解不同、通过比较不同金属的冶炼,理解不同 活动性的金属冶炼方法不同的原因活动性的金属冶炼方法不同的原因3、了解金属的回收利用与资源的保护、了解金属的回收利用与资源的保护自然资源与可持续发展自然资源与可持续发展 广义地讲,所谓自然资源,是指广义地讲,所谓自然资源,是指在一定时间、地点的条件下能够产生经济价在一定时间、地点的条件下能够产生经济价值的,以提高人类当前和将来福利的自然环值的,以提高人类当前和将来福利的自然环境因素和条件的总称。可持续发展的目标是境因素和条件的总称。可持续发展的目标是满足人
2、类需要,强调人类的行为要受到自然满足人类需要,强调人类的行为要受到自然界的制约、强调代际之间、人类和其它生物界的制约、强调代际之间、人类和其它生物种群之间、不同国家和不同地区之间的公平。种群之间、不同国家和不同地区之间的公平。它包括经济的可持续发展,社会的可持续发它包括经济的可持续发展,社会的可持续发展、资源可持续发展、环境可持续发展和全展、资源可持续发展、环境可持续发展和全球可持续发展。球可持续发展。一、金属矿物的开发利用一、金属矿物的开发利用1 1、金属元素的存在:、金属元素的存在:除了除了金、铂金、铂等极少数金属外,绝等极少数金属外,绝大多数金属以化合物的形式存在于大多数金属以化合物的形
3、式存在于自然界自然界。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 是用是用还原的方法还原的方法使金属化合使金属化合物中的金属离子得到电子变成金物中的金属离子得到电子变成金属原子。属原子。n+M得电子得电子M(被还原)(被还原)2 2、金属的冶炼、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(2)热分解法热分解法(适合一些(适合一些不活泼不活泼金属)金属)2HgO =2Hg+O2 加热加热2Ag2O =4Ag+O2
4、 加热加热(1 1)物理提取法:)物理提取法:适用于适用于极极不活泼不活泼的金属的金属Pt、Au3 3、金属冶炼的方法、金属冶炼的方法(3)热还原法热还原法(适用于(适用于大部分金属大部分金属)CuO+H2=Cu+H2O Fe2O3+3CO=2Fe+3CO2高温高温常见的还原剂常见的还原剂;焦碳一氧化碳氢气等焦碳一氧化碳氢气等 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。世纪上半叶,铝还是欧洲许多高级珠宝店的高档货。然而自从美国青年化学家霍尔发明电解制铝法后
5、,制铝工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,艺不断改进,现在人们已经熟练掌握了从铝土矿(现在人们已经熟练掌握了从铝土矿(主要成主要成 分是分是Al2O3,当然还是有很多,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。降千丈,走入千家万户。(4 4)电解法电解法(适合一(适合一些些非常活泼非常活泼金属金属)MgCl2(熔融熔融)=Mg+Cl2 电解电解2Al2O3(熔融熔融)=4Al+3O2 电解电解冰晶石冰晶石2NaCl(熔融熔融)=2Na+Cl2
6、电解电解铝热反应铝热反应实验实验41 注意注意观察现象观察现象 镁条剧烈燃烧,放出大量热,镁条剧烈燃烧,放出大量热,发出耀眼白光,纸漏斗内发出耀眼白光,纸漏斗内剧烈反应,纸剧烈反应,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 铝铝还原剂还原剂(活泼金属(活泼金属可作还原剂)可作还原剂)反应现象反应现象:应用:应用:(1)(1)焊接钢轨,焊接钢轨,(2)(2)冶炼金属。冶炼金属。3MnO2+4Al=3Mn+2Al2O3高温高温Cr2O3+2Al=2Cr+Al2O3高温高温3Co3O4+8Al=9Co+4Al2O3高温高
7、温其它的铝热反应其它的铝热反应:K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb(H)Cu Hg Ag金属活动性(还原性):金属活动性(还原性):弱弱电解法电解法热还原法热还原法热分解法热分解法K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb(H)Cu Hg Ag离子的氧化性离子的氧化性弱弱强强K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb (H)Cu Hg AgPt Au电解法电解法热还原法热还原法热分解法热分解法物理提取法物理提取法常见金属的冶炼原理常见金属的冶炼原理(方程式方程式):P89表表4-1必会必会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
8、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人类最早发现和应用的金属分别是:人类最早发现和应用的金属分别是:Cu2(OH)2CO3 =2CuO +H2O +CO2 C +2CuO =CO2 +2Cu高温高温铜是人类第一种大量使用的金属,结束了铜是人类第一种大量
9、使用的金属,结束了漫长的漫长的“石器时代石器时代”.在公元前在公元前6000年到年到7000年左右,年左右,人类开始迈进了象征古代文明开人类开始迈进了象征古代文明开端的端的“铜器时代铜器时代”。铜铜 镜镜汉武帝时铜币汉武帝时铜币先秦刀币先秦刀币 我国古代炼铁工业长期领先于世界,我们在西汉初时已经我国古代炼铁工业长期领先于世界,我们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,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,而欧洲最早的英国直到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500年后(相当于清朝乾隆末年),才掌
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