(
课件网) 学习目标 第一节： 开发利用金属矿物和海水资源 第一课时：金属矿物的开发利用 1．掌握金属冶炼的一般原理，了解不用金属的冶炼方法。 2．掌握铝热反应的原理和实验 3．了解金属回收的意义，树立环保意识。 一、金属元素在自然界的存在形态 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属，在自然界中以化合态存在。 游离态金属矿: 金 银 铂 陨铁 黄铜矿CuFeS2 赤铁矿Fe2O3 铝矿Al2O3 锰矿 钨矿 锌矿 化合态金属矿: 辰砂HgS 菱镁矿MgCO3 人类最早发现和应用的金属分别是： 拿破仑常大摆宴席，宴请天下宾客。每次宴会，其它餐桌上的用具几乎全是用银制成的，唯有他自己用的那一个碗却是铝制品。 金、银、铜 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。 不活泼的金属最早使用，因为简单的冶炼技术就可以冶炼不活泼的金属！而活泼金属则不然，需要的冶炼技术较为复杂！ 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 金属离子的得电子能力逐渐增强 金属活动顺序表中，越靠后的金属越容易被还原，人类开发利用就越早；最活泼的金属只能用最强的手段来使金属离子还原，开发利用越晚。所以不同的金属冶炼方法不一样。 总结：金属的冶炼，要根据金属的活动性顺序不同，采用不同的冶炼方法 1. 金属冶炼的实质 利用金属矿物，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的过程。 通过氧化还原反应来实现 二、金属的冶炼 金属元素：化合态 即：Mn+ + ne- → M（被还原） 得到电子 游离态 2. 金属冶炼的一般步骤 矿石富集 金属冶炼 金属精炼 将矿物中的有效成分提取出来，以减少杂质、提高品位 利用氧化还原原理，在一定条件下，将金属矿物中的金属离子从其化合物中还原出来，得到粗金属单质 采用一定的方法，提纯金属，得到较纯净的金属。 3. 金属冶炼的方法原理 (1)物理提取法--富集法： 适用于极不活泼的金属———Pt、Au 《浪淘沙》 --刘禹锡 日照澄洲江雾开, 涛金女伴满江隈. 美人首饰侯王印, 尽是沙中海底来. 淘金原理 原理:金的质量较沙重,在淘去粗沙后,用水银滚动吸附金。水银是已知唯一可以粘附金的物质. K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb (H) Cu Hg Ag Pt Au HgO Ag2O (2)热分解法 ：适用于金属活动顺序表中Cu之后的Hg、Ag等不活泼金属 2HgO 2Hg ＋ O2 ↑ 加热 2Ag2O 4Ag＋O2 ↑ 加热 (3)热还原法: 适用于金属活动性顺序表中介于Zn和Cu之间的金属的冶炼。 K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb (H) Cu Hg Ag Pt Au 常用的还原剂： C、CO、H2、活泼金属（如Al）等 Fe2O3＋3CO 2Fe＋3CO2 高温 2CuO + C 2Cu + CO2 高温 高炉炼铁 主要反应 WO3 + 3H2 W + 3H2O 高温 注：对适用热分解或热还原法冶炼的金属（即顺序表Zn 之后的金属），当金属以硫化物或碳酸盐形式存在，一般首先将其转化成 后再还原。如： 氧化物 2ZnS +3O2 2ZnO + 2SO2 高温 2ZnO +C 2Zn + 2CO2 高温 Cu2S + O2 2Cu + SO2 高温 例1.分析火法炼铜中的电子转移方向和数目： 练1.古代炼丹术家葛洪《抱朴子》：“丹砂烧之成水银，积变又还成丹 砂”，写出该过程中发生的化学反应： HgS + O2 Hg + SO2 加热 Hg + S HgS (4)电解法 : 适用于钾、钙、钠、镁、铝等非常活泼金属的冶炼。 K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb (H) Cu Hg Ag Pt Au （ Zn前金属） MgCl2 (熔融) Mg ＋ Cl2 ↑ 电解 2NaCl (熔融) 2Na＋Cl2 ↑ 电解 2Al2O3 (熔融) 4Al ＋ 3O2 ↑ 电解 冰晶石 铝土矿 优缺点： ... ...
