人教化学必修2第4章第一节-开发利用金属矿物和海水资源课件.pptx

1、司司 母母 戊戊 鼎鼎资料资料辰砂辰砂HgS钒钛磁铁矿石钒钛磁铁矿石 白云石白云石CaMgCO32 菱镁矿菱镁矿MgCO3黄铜矿黄铜矿CuFeS2 铝土矿铝土矿AlAl2 2O O3 3 赤铁矿Fe2O3 黄铁矿FeS2 菱铁矿FeCO3 辉铜矿Cu2S 天然金天然金天然银天然银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,在自在自然界中能以游离态存在然界中能以游离态存在,如金和铂以及如金和铂以及少量的银和铜少量的银和铜,较活泼的铁只能存在于较活泼的铁只能存在于陨石中。而化学性质活泼的金属陨石中。而化学性质活泼的金属,在自在自然界中总是以化合态

2、存在然界中总是以化合态存在.但在实际生但在实际生产和产和 生活中应用的金属材料却往往是生活中应用的金属材料却往往是纯金属或合金纯金属或合金,这就需要把金属从金属这就需要把金属从金属矿物中提炼出来矿物中提炼出来,这就叫做这就叫做金属的冶炼金属的冶炼.引言引言 定义：定义：_。将金属从其化合物中还原出来用于将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的过程在工业上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。称为金属的冶炼。1.1.金属冶炼的原理：金属冶炼的原理：用化学的方法用化学的方法把化合态的金属变成游离态金属。把化合态的金属变成游离态金属。一、金属矿物物开发利用一、金属矿物物开

3、发利用冶炼原理冶炼原理：MMn+n+ne+ne-MM金属活动性顺序表金属活动性顺序表K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb(H)Cu Hg Ag Pt Au金属活动性由强逐渐减弱金属活动性由强逐渐减弱氧化汞氧化汞 氧化汞分解成氧原子氧化汞分解成氧原子和汞原子和汞原子 氧化汞氧化汞成汞和成汞和氧分子氧分子有些金属直接用加热氧化物分解就能制得的方法有些金属直接用加热氧化物分解就能制得的方法 （1 1）热分解法）热分解法2 2、金属冶炼方法、金属冶炼方法2HgO 2Hg+O2 加热加热2Ag2O 4Ag+O2 加热加热热分解法适用于什么类型的金属的冶炼？热分解法适用于什么类型的金属的冶炼

4、？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HgHg和和Ag)Ag)。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？氧化物的稳定性差。氧化物的稳定性差。请分析工业炼铁和氢气还原氧化铜的两个化学反应请分析工业炼铁和氢气还原氧化铜的两个化学反应方程式，标出化合价变化情况，并完成下列空格。方程式，标出化合价变化情况，并完成下列空格。Fe2O3+3CO=2Fe+3CO2高温高温CuO+H2=Cu+H2O高温高温+3 +2 0 +4 +2 0 0 +1 Fe2O3作作_剂，在反应过程中剂，在反应过程中_电子，电子，被被_成成Fe；CO作作_剂。剂。Cu

5、O作作_剂，在反应过程中剂，在反应过程中_电子，电子，被被_成成Cu；H2作作_剂。剂。氧化氧化氧化氧化还原还原还原还原还原还原还原还原得到得到得到得到热还原法常用的还原剂有焦炭、一氧化碳和氢气热还原法常用的还原剂有焦炭、一氧化碳和氢气（2 2）热还原法）热还原法 高温下使用还原剂将金属从其化合物中还原出来的方法高温下使用还原剂将金属从其化合物中还原出来的方法热还原法适用于什么类型的金属的冶炼？热还原法适用于什么类型的金属的冶炼？热还原法常用的还原剂有哪些？热还原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 适用于金属活动性介于适用于金属

6、活动性介于ZnCuZnCu之间的大多数金属之间的大多数金属的冶炼。的冶炼。资料炼铁炼铁金属铝与金属铝与FeFe2 2O O3 3的实验探究的实验探究Fe2O3 +Al6e-Fe +Al2O3高温高温2 2实验实验4-1 现象现象化学方程式化学方程式 镁条激烈燃烧，发出白光，导致混合物镁条激烈燃烧，发出白光，导致混合物激烈反应过后，有红热的铁水生成。激烈反应过后，有红热的铁水生成。2Al+Fe2Al+Fe2 2O O3 3=2Fe+Al=2Fe+Al2 2O O3 3高温高温 镁条的燃烧为铝热镁条的燃烧为铝热剂提供高温条件，氯剂提供高温条件，氯酸钾为镁条继续燃烧酸钾为镁条继续燃烧提供氧。提供氧。

7、铝热剂：铝热剂：金属铝金属铝与铁、钴、镍、与铁、钴、镍、锰等的氧化物的锰等的氧化物的混合物。混合物。铝热反应：铝热反应：某些金属氧化物与金属铝在高温下发生氧化还原某些金属氧化物与金属铝在高温下发生氧化还原反应，生成反应，生成AlAl2 2O O3 3和新的金属单质，并且放出大量的热和新的金属单质，并且放出大量的热量量铝热剂：铝热剂：热还原法常用的还原剂热还原法常用的还原剂:焦炭、焦炭、COCO、H H2 2、某些活、某些活泼金属（如泼金属（如AlAl等）等）Cr+Al2O32 2练习练习高温高温Cr2O3+Al=V2O5+A1高温高温3 10 6V+5A12O3某些金属氧化物和铝的混合物某些金

8、属氧化物和铝的混合物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，如用于焊接钢轨焊接钢轨等。在冶金工业上也常用这一反应理，等。在冶金工业上也常用这一反应理，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、锰等等请完成下列化学方程式请完成下列化学方程式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+Cl2 2 4Al+3O2 2 2Na+Cl2 2Al2O3（熔融熔融）=4Al+3O2电解电解电解电解2NaCl（熔融熔融）=2Na+Cl2（3）电解法）电解法

9、 电解法指的就是在电流作用下电解法指的就是在电流作用下,强迫金属阳离子得到电强迫金属阳离子得到电子而变成金属单质子而变成金属单质.电解法适用于什么类型的金属的冶炼？电解法适用于什么类型的金属的冶炼？适合冶炼活动性很强的金属（在金属活动性顺序适合冶炼活动性很强的金属（在金属活动性顺序表中排在表中排在ZnZn前的金属）。前的金属）。电解法冶炼金属有什么缺点？电解法冶炼金属有什么缺点？消耗大量的电能，成本较高。消耗大量的电能，成本较高。资料电解铝电解铝资料电解氯化钠电解氯化钠请结合金属活泼性顺序表总结请结合金属活泼性顺序表总结金属冶炼方法的一般规律：金属冶炼方法的一般规律：金属的活动顺序金属的活动顺

10、序K Ca Na Mg AlZn Fe Sn Pb CuHg AgPt Au金属原子失电子能力金属原子失电子能力金属离子得电子能力金属离子得电子能力主要冶炼方法主要冶炼方法强强弱弱强强弱弱电解法电解法热还原法热还原法热分解热分解法法物理提物理提取法取法 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）_；（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

11、用其它材料代替金属材料 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随堂训练 1、从石器、青铜器到铁器时代，金属的冶炼体现了人类文明的发展水平。下图表示了三种金属被人类开发利用的大致年限，之所以有先后，主要取决于 ()A、金属导电性强弱 B、金属在地壳中含量多C、金属的化合价高低D、金属的活动性强弱K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb(H)Cu Hg Ag Pt Au大约大约4000年前年前大约大约200多年多年前前大约大约25002500年年前前D随堂训练C2、宋朝初期，我国已将湿法炼铜应用于、宋

12、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 3、冶炼金属一般有下列、冶炼金属一般有下列4种方法：种方法：焦焦炭法炭法水煤气法（或水煤气法（或CO、H2法）法）活泼金活泼金属置换法属置换法电解法，电解法，4种方法在工业上均有应种方法在工业上均有应用。古代有用。古代有(I)火烧孔雀石炼铜火烧孔雀石炼铜(II)湿法炼铜，湿法炼铜，现代有现代有(III)铝热法炼铬铝热法炼铬(IV)从光卤石中炼镁从光卤石中炼镁，

13、下列对这四种金属制备方法的分类中不正确下列对这四种金属制备方法的分类中不正确的是（的是（）A、(I)B、(II)C、(III)D、(IV)B随堂训练 4 4、根据下图所示实验室用一氧化碳还、根据下图所示实验室用一氧化碳还原氧化铁的实验装置，回答以下问题：原氧化铁的实验装置，回答以下问题：反应过程中发生的现象是反应过程中发生的现象是 .；塑料袋的作用塑料袋的作用 。石灰水石灰水FeFe2 2O O3 3COCO氧化铁变色，澄清的石灰水变浑浊氧化铁变色，澄清的石灰水变浑浊红褐色的红褐色的收集未反应的收集未反应的CO，防止污染环境，防止污染环境随堂训练5、古代的、古代的“药金药金”外观与金相似，常被误以为是外观与金相似，常被误以为是金子，冶炼方法如下，将碳酸锌、赤铜（金子，冶炼方法如下，将碳酸锌、赤铜（Cu2O）、）、木炭按一定比例混合，加热到木炭按一定比例混合，加热到800充分反应后充分反应后得到金光闪闪的得到金光闪闪的“药金药金”。（1）药金的主要成分是）药金的主要成分是_。（2）有关冶炼的化学方程式是）有关冶炼的化学方程式是_。铜、锌铜、锌ZnCO3=ZnO+CO2 高温高温2Cu2O+C=4Cu+CO2高温高温2ZnO+C=2Zn+CO2高温高温