金屬礦物開發(fā)利用

1、關(guān)于金屬礦物的開發(fā)利用第一張，PPT共四十頁，創(chuàng)作于2022年6月 一、金屬礦物的開發(fā)和利用請思考1 請同學們列舉出日常生活中常見金屬？越多越好！它們的性質(zhì)如何？鐵鍋，鐵窗，鐵門，金戒指，銀戒指，鉑戒指，不銹鋼水壺 鐵鍋的主要成分是鐵，性質(zhì)不穩(wěn)定，保存不當易生銹，戒指有金，鉑，銀，金屬合金等之分 ，不同的成分，性質(zhì) 差異很大第二張，PPT共四十頁，創(chuàng)作于2022年6月除了金、鉑等極少數(shù)金屬外，絕大多數(shù)金屬以化合物的形式存在于自然界。在化合物中金屬均為正化合價。 2 金屬元素在自然界中的存在形式？化合價如何？第三張，PPT共四十頁，創(chuàng)作于2022年6月金銀鉑隕鐵赤鐵礦磁鐵礦黃鐵礦孔雀石菱鎂礦鋁土

2、礦氯化鈉游離態(tài)金屬礦化合態(tài)金屬礦黃銅礦第四張，PPT共四十頁，創(chuàng)作于2022年6月1.游離態(tài)：金、鉑等極少數(shù)金屬（性質(zhì)極不活潑）。2.化合態(tài)：絕大多數(shù)金屬，且在化合物中金屬均為正化合價。（性質(zhì)較活潑) 一 金屬元素在自然界中的存在形式第五張，PPT共四十頁，創(chuàng)作于2022年6月這就需要把金屬從其化合物中還原出來，用于生產(chǎn)和制造各種金屬材料，這個過程就是金屬的冶煉。思考： 金屬在自然界主要以化合物的形式存在；而生產(chǎn)加工金屬制品需要的是金屬單質(zhì)； 怎么辦？第六張，PPT共四十頁，創(chuàng)作于2022年6月二、金屬的冶煉 1、金屬的冶煉 定義：將金屬從其化合物中還原出來用于生產(chǎn)和制造各種金屬材料的過程在工

3、業(yè)上稱為金屬的冶煉第七張，PPT共四十頁，創(chuàng)作于2022年6月 問題 3、金屬冶煉的基本原理是什么？問題 4、金屬冶煉常用的方法？怎樣依據(jù)不同的金屬，選擇不同的冶煉方法？ 問題 5 、什么是 鋁熱反應 ？問題展示第八張，PPT共四十頁，創(chuàng)作于2022年6月問題 3、金屬冶煉的基本原理是什么？分析解決問題第九張，PPT共四十頁，創(chuàng)作于2022年6月回憶：初中學過冶煉鐵的方法？Fe2O3 + 3CO= 2Fe + 3CO2 高溫得電子 能由此找出金屬冶煉的實質(zhì)嗎？ 2、金屬冶煉的實質(zhì) 實質(zhì)是用還原的方法使金屬化合物中的金屬離子得到電子變成金屬原子。M得電子M（被還原）n +還原出金屬的難易由誰決定

4、？第十張，PPT共四十頁，創(chuàng)作于2022年6月分析解決問題4 金屬冶煉常用的方法？怎樣依據(jù)不同的金屬，選擇不同的冶煉方法？ 第十一張，PPT共四十頁，創(chuàng)作于2022年6月+nM礦石中的金屬是:分析:得電子, 被還原化合態(tài)(除金鉑）M0K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb(H)Cu Hg Ag Pt Au金屬失電子能力逐漸減弱對應陽離子得電子能力逐漸增強K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb(H)Cu Hg Ag Pt Au金屬活動性不同，所用的還原方法一樣嗎？第十二張，PPT共四十頁，創(chuàng)作于2022年6月討論：金屬越活潑，越 失電子，該金屬離子就越 得電子，還原出該金

5、屬就越 。易難難結(jié)論： 由于不同的金屬離子的得電子能力不同，所以要采用不同強度的冶煉方法 要根據(jù)金屬的活動性順序不同，采取不同的冶煉方法第十三張，PPT共四十頁，創(chuàng)作于2022年6月3、金屬冶煉的一般方法：(1)物理提取法 (適用于極不活潑的金屬Pt、Au)淘金原理：金的質(zhì)量較沙重,在淘去粗沙后,用水銀滾動吸附金,水銀是已知唯一可以粘附金物質(zhì).馬達加斯加街頭淘金者 剛果手工金礦開采第十四張，PPT共四十頁，創(chuàng)作于2022年6月(2)熱分解法（適合一些不活潑金屬）一些不活潑的金屬，它們是在金屬活動順序中位于氫后面的金屬，如 Hg、Ag等，其陽離子得電子能力很強，所以其還原的條件比較容易達到。Hg

6、、Ag的氧化物受熱就能分解得到單質(zhì)。 2HgO = 2Hg + O22Ag2O = 4Ag + O2第十五張，PPT共四十頁，創(chuàng)作于2022年6月（3）電解法（適合一些非?；顫娊饘伲┰诮饘倩顒有皂樞蛑?，鉀、鈉、鈣、鎂、鋁等幾種金屬的還原性很強，這些金屬都很容易失去電子，而它們的陽離子很難得到電子，因此不能用一般的方法和還原劑使其從化合物中還原出來，而只能用電解其熔融鹽或氧化物的方法來冶煉。 思考：電解氯化鈉溶液能制得鈉嗎？2Al2O3(熔融)= 4Al + 3O2 2NaCl(熔融) = 2Na + Cl2MgCl2(熔融) = Mg + Cl2 電解冰晶石電解電解第十六張，PPT共四十頁，創(chuàng)

7、作于2022年6月（4）熱還原法（適用于大部分金屬）K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb(H)Cu Hg Ag Pt Au 對于大多數(shù)金屬，如位于活動性順序表中間一段的金屬所對應的離子，得電子能力較強，其化合物又不能通過受熱分解得到金屬單質(zhì)，必須使用還原劑還原金屬陽離子。常見的還原劑有焦炭、CO、H2。一些活潑金屬也可作為還原劑，將相對不活潑的金屬從其化合物中置換出來 第十七張，PPT共四十頁，創(chuàng)作于2022年6月CuO+H2 = Cu + H2O高溫Fe2O3+3CO = 2Fe + 3CO2 高溫2CuO+ C = 2Cu + CO2 練習：要求學生寫出分別用C、H2、活潑金

8、屬的還原劑冶煉赤鐵礦的化學方程式。常用還原劑：C、CO、H2、活潑金屬等 第十八張，PPT共四十頁，創(chuàng)作于2022年6月K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb（H）Cu Hg Ag電解法熱還原法K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb（H）Cu Hg Ag 同種金屬可以有不同的冶煉方法: 如 Cu 既可用還原法, 也可用電解法, 根據(jù)其不同用途選擇不同的冶煉方法。 活潑 中等活 不活潑（C、CO、H2、Al等）（氧化物、氯化物）（氧化物）熱分解法第十九張，PPT共四十頁，創(chuàng)作于2022年6月閱讀課本89頁表4-1 常見金屬的冶煉原理第二十張，PPT共四十頁，創(chuàng)作于2022

9、年6月1、下列各種冶煉方法中，可以制得相應金屬 的是（ ） A、加熱氧化鋁 B、加熱碳酸鈣 C、電解熔融氯化鈉 D、氯化鈉與鋁粉高溫共熱2、根據(jù)金屬在金屬活動順序表中的位置 及性質(zhì)，推測制取下列金屬最適宜的方法： Na Zn Hg Au C電解法加熱還原法加熱分解法物理提取法練 習第二十一張，PPT共四十頁，創(chuàng)作于2022年6月【提出問題5】活潑金屬能像CO那樣做還原劑還原出金屬嗎？若能， Fe2O3 跟Al在高溫條件下反應生成什么？第二十二張，PPT共四十頁，創(chuàng)作于2022年6月1、實驗前用磁鐵檢查室溫下有無鐵存在。（反應前:無鐵存在） 2、演示鋁熱反應 。 （反應中：發(fā)光、放熱、反應劇烈）

10、 3、反應后再用磁鐵檢查有無鐵生成。（反應后：有塊狀生成物被磁鐵吸起） 實驗4-1第二十三張，PPT共四十頁，創(chuàng)作于2022年6月1、鎂條的作用是什么？2、氯酸鉀的作用是什么？問題在該反應中，鎂條和氯酸鉀是引燃劑，鎂條在空氣中可燃燒，氧氣是氧化劑。但插入混合物中的部分鎂條燃燒時，氯酸鉀則是氧化劑，以保證鎂條的繼續(xù)燃燒，同時放出足夠的熱量引發(fā)Fe2O3和Al粉的反應。由于該反應放出大量的熱，只要引發(fā)反應就可劇烈進行，放出的熱使生成的鐵熔為液態(tài)。 引燃劑第二十四張，PPT共四十頁，創(chuàng)作于2022年6月鎂條劇烈燃燒，放出大量的熱，發(fā)出耀眼的白光，紙漏斗內(nèi)劇烈反應，紙漏斗被燒穿，有熔融物落入沙中鐵。實

11、驗時要注意安全，反應裝置應遠離易燃物；鋁粉要細（200目以上），最好用鋁銀粉（商業(yè)名稱）；預先擦去鎂帶的氧化膜，長度約需10 cm（過短熱量不夠，影響實驗效果）。這個反應放出的熱量可以講熔點高達2000多度的鐵熔化成液態(tài)，可以想象這個能量有多大 注意事項：反應現(xiàn)象：第二十五張，PPT共四十頁，創(chuàng)作于2022年6月5 鋁熱反應Fe2O3+2Al = 2Fe + Al2O3高溫還原劑：鋁 結(jié)論：一些活潑的金屬也可作還原劑還原金屬鋁熱劑思考：鋁可以用來制取哪些金屬？鋁熱反應的原理：利用鋁的還原性，將不及鋁活潑的金屬從其化合物種置換出來第二十六張，PPT共四十頁，創(chuàng)作于2022年6月3MnO2+4Al

12、 =高溫Cr2O3+2Al =高溫3Co3O4+8Al =高溫其它鋁熱反應 3Mn+ 2Al2O32Cr + Al2O39Co + 4Al2O3還原劑：鋁第二十七張，PPT共四十頁，創(chuàng)作于2022年6月鋁熱反應的應用鋁熱反應的原理可以應用在生產(chǎn)上，如用于焊接鋼軌等。在冶金工業(yè)上也常用這一反應原理，使鋁與金屬氧化物反應，冶煉釩、鉻、錳等等高熔點金屬第二十八張，PPT共四十頁，創(chuàng)作于2022年6月2：打磨操作3：探傷操作1：焊接操作西藏鐵路發(fā)車西藏鐵路無縫焊接第二十九張，PPT共四十頁，創(chuàng)作于2022年6月4思考：為什么人類使用鐵器比使用銅器晚？使用鋁制品又比使用鐵制品晚？答：金屬越活潑，冶煉難度

13、越大，發(fā)現(xiàn)得通常越晚。3、鋁能用來冶煉難熔金屬（如Fe 、V、Mn等），這是因為鋁有( ) A兩性 B良好導電性 C熔點低 D還原性，在反應中放出大量熱D練習第三十張，PPT共四十頁，創(chuàng)作于2022年6月 我們每年數(shù)以億噸計的向自然界索取金屬資源，資源就會越來越少，直至有一天枯竭。怎樣才能使金屬資源可持續(xù)發(fā)展？討論：小資料 以鋁為例，生產(chǎn)一噸原鋁至少要消耗四噸鋁土礦資源。當前全球原鋁的年產(chǎn)量約2500萬噸，年消耗鋁土礦超過一億噸，如果照此發(fā)展下去，地球上的鋁土礦資源就會越來越少，直至有一天枯竭。閱讀：第三十一張，PPT共四十頁，創(chuàng)作于2022年6月6、金屬資源的可持續(xù)發(fā)展（1）回收和再利用（2

14、）提高金屬礦物的利用率（3）減少金屬的使用量（4）使用其他材料代替金屬材料第三十二張，PPT共四十頁，創(chuàng)作于2022年6月金屬的回收和資源保護第三十三張，PPT共四十頁，創(chuàng)作于2022年6月7 金屬的回收和資源保護回收金屬的意義：（1）節(jié)約礦物資源；（2）節(jié)約能源；（3）減少環(huán)境污染第三十四張，PPT共四十頁，創(chuàng)作于2022年6月思考與交流課本P90頁第三十五張，PPT共四十頁，創(chuàng)作于2022年6月小結(jié)：冶金的一般方法：可見，越活潑的金屬越難冶煉K、Ca、Na、Mg、AlZn、Fe、Sn、Pb（H）、CuHg、Ag強弱弱強電解法熱還原法熱分解法Pt、 Au主要冶煉方法金屬離子的得電子 金屬失電

15、子能力金屬活動順序物理提取法第三十六張，PPT共四十頁，創(chuàng)作于2022年6月閱讀思考：未來金屬 鈦(Ti)鈦被稱為繼鐵、鋁之后的第三金屬，也有人說“21世紀將是鈦的世紀”。 鈦是一種性能非常優(yōu)越的金屬。密度小、硬度大、熔點高。鈦的化學性質(zhì)穩(wěn)定，耐腐蝕。鈦和鈦的合金大量用于飛機、火箭、導彈、人造衛(wèi)星和宇宙飛船等領(lǐng)域。鈦的主要礦石是金紅石（主要成分是TiO2）冶煉鈦可以采用什么方法呢？課后思考如何解決金屬冶煉所帶來的附加問題？我們可以做些什么？第三十七張，PPT共四十頁，創(chuàng)作于2022年6月板書設(shè)計第四章第一節(jié)開發(fā)利用金屬礦物和海水資源第一課時金屬礦物的開發(fā)利用一、金屬元素在自然界的存在方式1.游離態(tài)：金、鉑等極少數(shù)金屬（性質(zhì)極不活潑）。2.化合態(tài)：絕大多數(shù)金屬，且在化合物中金屬均為正化合價。（性質(zhì)較活潑)二、金屬的冶煉1、金屬的冶煉定義：將金屬從其化合物中還原出來用于生產(chǎn)和制造各種金屬材料的過程在工業(yè)上稱為金屬的冶煉2、金屬冶煉的原理 實質(zhì)是用還原