時開發(fā)利用金屬礦物和海水資源PPT學習教案

1、會計學1時開發(fā)利用金屬時開發(fā)利用金屬(jnsh)礦物和海水資源礦物和海水資源第一頁，共21頁。人類使用的金屬材料中金屬的存在人類使用的金屬材料中金屬的存在(cnzi)狀態(tài)？狀態(tài)？第1頁/共21頁第二頁，共21頁。金、鉑等為游離態(tài)金、鉑等為游離態(tài)得電子，被還原得電子，被還原Mn+ M + n e-主要主要(zhyo)(zhyo)是是化合態(tài)化合態(tài) 將金屬從其化合物中還原出來，使之轉變?yōu)閷⒔饘購钠浠衔镏羞€原出來，使之轉變?yōu)閱钨|單質(dnzh)(dnzh)的過程。的過程。(1)(1)金屬在自然界中的存在金屬在自然界中的存在(cnzi)(cnzi)形式形式？(2)(2)金屬冶煉指的是什么？金屬冶煉指的

2、是什么？ 一、金屬礦物的開發(fā)利用一、金屬礦物的開發(fā)利用 1 1、金屬的冶煉、金屬的冶煉(3)(3)冶煉金屬的步驟：冶煉金屬的步驟：采礦采礦礦石富集礦石富集金屬冶煉金屬冶煉精煉精煉第2頁/共21頁第三頁，共21頁。 法國皇帝拿破侖是一個喜歡炫耀自己的人。他法國皇帝拿破侖是一個喜歡炫耀自己的人。他常常大擺宴席，宴請?zhí)煜沦e客。每次宴會，他總常常大擺宴席，宴請?zhí)煜沦e客。每次宴會，他總是擺出一副高人一等的樣子。餐桌上的用具幾乎是擺出一副高人一等的樣子。餐桌上的用具幾乎全是用銀制成的，唯有他自己用的那一個碗?yún)s是全是用銀制成的，唯有他自己用的那一個碗?yún)s是鋁制品。鋁制品。思考與交流思考與交流 由于早期煉鋁十分

3、困難，所以鋁的價格十分昂貴由于早期煉鋁十分困難，所以鋁的價格十分昂貴，一度超越，一度超越(choyu)(choyu)金銀之上，直至金銀之上，直至1919世紀上半葉世紀上半葉，鋁還是歐洲許多高級珠寶店的高檔貨。，鋁還是歐洲許多高級珠寶店的高檔貨。 為什么貴為法國皇帝，在當時卻不用為什么貴為法國皇帝，在當時卻不用(byng)(byng)高貴而亮高貴而亮麗的銀碗，而用色澤要暗得多的鋁碗呢？麗的銀碗，而用色澤要暗得多的鋁碗呢？第3頁/共21頁第四頁，共21頁。 自從自從(zcng)(zcng)美國青年化學家霍爾發(fā)明電解制鋁法后，美國青年化學家霍爾發(fā)明電解制鋁法后，制鋁工制鋁工 藝不斷改進，現(xiàn)在人們已經(jīng)

4、熟練掌握了從鋁土礦（藝不斷改進，現(xiàn)在人們已經(jīng)熟練掌握了從鋁土礦（主要成主要成 分是分是Al2O3Al2O3）中冶煉鋁的技術，使得制鋁成本大大）中冶煉鋁的技術，使得制鋁成本大大下降，使鋁走入千家萬戶。下降，使鋁走入千家萬戶。電解槽電解槽2Al2O3 (熔融熔融) 4Al 3O2 電解電解冰晶石冰晶石反應原理反應原理: :第4頁/共21頁第五頁，共21頁。 古代中國勞動人古代中國勞動人民用木炭煉鐵民用木炭煉鐵 我國古代煉鐵工業(yè)長期領先于世界，我國在西漢初時已經(jīng)我國古代煉鐵工業(yè)長期領先于世界，我國在西漢初時已經(jīng)懂得用木炭懂得用木炭(mtn)(mtn)與鐵礦石混合高溫冶煉生鐵，領先歐洲與鐵礦石混合高溫

5、冶煉生鐵，領先歐洲一千余年，南宋末年的工匠又掌握了用焦炭煉鐵，而歐洲最一千余年，南宋末年的工匠又掌握了用焦炭煉鐵，而歐洲最早的英國直到早的英國直到500500年后（相當于清朝乾隆末年），才掌握這年后（相當于清朝乾隆末年），才掌握這一技術。一技術。反應原理反應原理: : Fe2O33CO 2Fe3CO2高溫高溫鐵礦石鐵礦石焦炭焦炭空氣空氣石灰石石灰石主主要要原原料料：第5頁/共21頁第六頁，共21頁。電解法電解法熱還原法熱還原法熱分解法熱分解法 1、 思考思考: 工業(yè)上工業(yè)上 如何如何(rh)冶煉鋁和鐵冶煉鋁和鐵?為什么為什么鐵和鋁的冶煉方法不同？鐵和鋁的冶煉方法不同？金屬越活潑金屬越活潑(hu

6、 po)，越難冶煉，越難冶煉2 2、金屬冶煉、金屬冶煉(ylin)(ylin)方法的確定方法的確定由金屬活潑性決由金屬活潑性決定定K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb（H） Cu Hg Ag弱弱強強電解法電解法還原法還原法 Fe2O33CO 2Fe3CO2 高溫高溫2Al2O3 (熔融熔融) 4Al 3O2 電解電解 冰晶石冰晶石第6頁/共21頁第七頁，共21頁。 3 3、金屬、金屬(jnsh)(jnsh)冶煉的方法舉例冶煉的方法舉例（1）熱分解法熱分解法2HgO 2Hg O2 加加熱熱2Ag2O 4AgO2 加熱加熱不活潑不活潑(hu po)金屬（一般是金屬（一般是H后的金屬）

7、后的金屬）Cu2S + O2 2Cu + SO2 高溫高溫火法煉銅火法煉銅(lin tn)AuCl4加熱加熱 Au+2Cl2第7頁/共21頁第八頁，共21頁。Pt、Au淘金淘金(to jn)原理原理原理原理:金的質量較沙重金的質量較沙重,在在淘去粗沙后淘去粗沙后,用水銀滾動用水銀滾動吸附吸附(xf)金金,水銀是已知水銀是已知唯一可以粘附金的物質唯一可以粘附金的物質.第8頁/共21頁第九頁，共21頁。（2）電解法）電解法MgCl2 (熔融熔融) Mg Cl2 電解電解2NaCl (熔融熔融) 2NaCl2 電解電解2Al2O3 (熔融熔融) 4Al 3O2 電解電解冰晶石冰晶石鋁土礦鋁土礦適合一

8、些適合一些(yxi)非?；顫娊饘伲ǚ浅；顫娊饘伲?Zn前金屬）前金屬）第9頁/共21頁第十頁，共21頁。 （常用（常用(chn yn)(chn yn)的還原劑有：焦炭、的還原劑有：焦炭、COCO、H2 H2 等）等）（3 3）熱還原法（）熱還原法（ZnCuZnCu中等中等(zhngdng)(zhngdng)活潑金屬）活潑金屬） Fe2O33CO 2Fe3CO2 高溫高溫2CuO + C 2Cu + CO2 高溫高溫高爐煉鐵高爐煉鐵主要反應主要反應WO3 + 3H2 W + 3H2O 高溫高溫 常用常用(chn yn)(chn yn)的還原劑還有的還原劑還有哪些哪些? ?第10頁/共21頁第十一

9、頁，共21頁。第11頁/共21頁第十二頁，共21頁。現(xiàn)象現(xiàn)象化學化學方程式方程式Fe2O3+2Al = 2Fe + Al2O3高溫高溫反應放出大量反應放出大量(dling)的熱，發(fā)的熱，發(fā)出耀眼的光芒，紙漏斗下部被燒出耀眼的光芒，紙漏斗下部被燒穿，有熔融物落入沙中。穿，有熔融物落入沙中。請思考請思考(sko)：實驗中用到的鎂條和氯酸鉀有什么作用？實驗中用到的鎂條和氯酸鉀有什么作用？鋁熱劑鋁熱劑鎂條為引燃鎂條為引燃(yn rn)劑，氯酸鉀為助燃劑劑，氯酸鉀為助燃劑放熱反應放熱反應第12頁/共21頁第十三頁，共21頁。鋁熱反應的應用：鋁熱反應的應用：2AlFe2O3 2FeAl2O3高溫高溫3Mn

10、O24Al 2Al2O33Mn高溫高溫Cr2O3+2Al 2Cr + Al2O33Co3O4+8Al 9Co + 4Al2O3高溫高溫高溫高溫其它其它(qt)鋁熱鋁熱反應：反應： 鋁熱反應：鋁熱反應： 鋁某些金屬氧化物鋁某些金屬氧化物 Al2O3金屬單質金屬單質高溫高溫 鋁熱反應適用(shyng)于一些沒有Al活潑，但是是高熔點的金屬單質。如Fe、Cr、V、Mn等第13頁/共21頁第十四頁，共21頁。鋁熱反應的應用鋁熱反應的應用(yngyng)：鋁熱反應應用鋁熱反應應用冶煉難熔的金屬冶煉難熔的金屬焊接鋼軌焊接鋼軌 （冶練常用（冶練常用(chn yn)(chn yn)的還原劑有：的還原劑有： 焦

11、炭、焦炭、COCO、H2 H2 、AlAl等活潑金屬等活潑金屬 ）第14頁/共21頁第十五頁，共21頁?；鸱掋~火法煉銅(lin tn) (lin tn) 我國古法煉銅我國古法煉銅-興于商周興于商周(shn zhu)時期時期灼燒灼燒(zhu sho)輝銅礦（輝銅礦（Cu2S）灼燒灼燒孔雀石孔雀石Cu2(OH)2CO3 與木炭混合物與木炭混合物碳法制銅碳法制銅Cu2(OH)2CO3 2CuO + H2O + CO2 孔雀石C + 2CuO = CO2 + 2Cu高溫濕法煉銅濕法煉銅 中國古代首創(chuàng)的膽水冶銅中國古代首創(chuàng)的膽水冶銅 西漢古籍西漢古籍淮南萬畢術淮南萬畢術上就有上就有“曾青得鐵，則化曾青

12、得鐵，則化為銅為銅”的記載。的記載。 Fe + CuSO4 = FeSO4+ Cu Cu2S + O2 2Cu + SO2 高溫高溫第15頁/共21頁第十六頁，共21頁。4 4、合理、合理(hl)(hl)開發(fā)和利用礦物資源的途開發(fā)和利用礦物資源的途徑：徑：（1 1）廢舊金屬回收；）廢舊金屬回收； （2 2）礦物資源）礦物資源(zyun)(zyun)保保護；護； （3 3）尋找金屬替代品。）尋找金屬替代品。 金屬鋁的回收與利金屬鋁的回收與利用用第16頁/共21頁第十七頁，共21頁。（1 1）節(jié)約）節(jié)約(jiyu)(jiyu)礦物資源礦物資源；（2 2）節(jié)約）節(jié)約(jiyu)(jiyu)能源；能源

13、；（3 3）減少環(huán)境污染）減少環(huán)境污染（1 1）廢舊鋼鐵用于煉鋼）廢舊鋼鐵用于煉鋼(lin (lin n)n)；（2 2）廢鐵屑用于制鐵鹽；）廢鐵屑用于制鐵鹽；（3 3）定影液用于回收銀）定影液用于回收銀回收金屬回收金屬(jnsh)的的實例：實例：回收金屬的意義：回收金屬的意義：第17頁/共21頁第十八頁，共21頁。課堂練習課堂練習: 2 2、下列關于金屬冶煉的說法不正確的是、下列關于金屬冶煉的說法不正確的是( )( ) A A、金屬冶煉是由人類生產(chǎn)生活需要發(fā)展起來的、金屬冶煉是由人類生產(chǎn)生活需要發(fā)展起來的 B B、天然礦藏很少只含一種金屬元素往往含有較多、天然礦藏很少只含一種金屬元素往往含有

14、較多雜質雜質 C C、金屬的冶煉主要、金屬的冶煉主要(zhyo)(zhyo)有礦石的富集、冶煉還原和有礦石的富集、冶煉還原和精精煉三個步驟煉三個步驟 D D、金屬冶煉一定要用到還原劑、金屬冶煉一定要用到還原劑D D1 1、金屬冶煉的目的、金屬冶煉的目的(md)(md)是是 （ ） A A、把金屬化合物還原為金屬單質、把金屬化合物還原為金屬單質 B B、除去金屬中的雜質、除去金屬中的雜質 C C、把金屬單質變?yōu)檠趸?、把金屬單質變?yōu)檠趸?D D、把電能轉變?yōu)榛瘜W能、把電能轉變?yōu)榛瘜W能A第18頁/共21頁第十九頁，共21頁。5 5、冶煉金屬常用以下幾種、冶煉金屬常用以下幾種(j zhn)(j z

15、hn)方法：以方法：以C C或或H2H2、COCO作為還原劑還原法作為還原劑還原法 ；熱分解法；熱分解法 ；電解法；電解法 ；鋁熱法?，F(xiàn)冶煉下列金屬：鋁熱法?，F(xiàn)冶煉下列金屬：AlAl、MgMg、CuCu、HgHg、MnMn，試標明適宜的冶煉方法。，試標明適宜的冶煉方法。 Al Al： ；MgMg： ；CuCu： ； HgHg： ；MnMn： 。2 3 3、工業(yè)上常采用、工業(yè)上常采用(ciyng)(ciyng)電解法冶煉的金屬是電解法冶煉的金屬是 （ ） A A、Fe BFe B、Cu CCu C、Al DAl D、AgAg4 4、可用熱分解法就可能、可用熱分解法就可能(knng)(knng)制得的金屬有（制得的金