资料简介
第四章 化学与自然资源的开发利用
金属矿物的开发利用
第
1
课
时
学习目标
1.知道金属在自然界中的存在形态,金属冶炼的一般方法
和原理,会写相关反应的化学方程式。
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。
1.金属元素在自然界中的存在形式
少数化学性质不活泼的金属,在自然界中能以 态存
在,如 以及少量的银和铜等。绝大多数金属元素
在自然界中总是以 态存在。
金属的冶炼
游离
金和铂
化合
人类最早是从由天而降的陨石中获得单质
铁的。
济 南 陨 铁
新
疆
陨
铁南
极
洲
陨
铁
金属的冶炼:
v定义:把金属矿物中的金属从其化合物中还原出
来的过程,在工业上称为金属的冶炼。
v本质:利用氧化还原反应,使金属化合物中的金
属阳离子得到电子还原成金属原子。
即:Mn+ + ne-→M
《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
刚果手工金矿开采
马达加斯加街头淘金者
原理是: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.
v物理方法
HgO
加热
Ag2O 加热
2HgO 2Hg + O2 ↑
加热
2Ag2O 4Ag+O2 ↑加热
古代炼丹术家葛洪,曾经在他的著作
《抱朴子》中记载有“丹砂烧之成水银”
不活泼的金属(如Hg、Ag)用高温加热分解其
氧化物的方法 ——热分解法
高炉炼铁
Fe2O3+3CO 2Fe+3CO2
高温
我国炼铁技术始于春秋时期
西汉初,先人们就懂得用木炭与铁矿石混合高温冶炼生铁,这领
先了欧洲一千余年。
南宋时掌握了用焦炭炼铁。而欧洲最早的英国直到500年
后(相当于清朝乾隆末年),才掌握这一技术。
古代中国劳动人民用木炭炼铁
Fe2O3+3C === 2Fe + 3CO ↑
高温
v热还原法:
对于较活泼的金属(Zn、Fe、Sn、Pb、Cu)
在加热的条件下,用还原剂将金属从化合物中还
原出来。
常用的还原剂有:
活泼金属、CO、H2、C(焦炭)
铝热反应
镁条剧烈燃烧,放出大量的热,
发出耀眼的白光,纸漏斗的下部被
烧穿,有熔融物落入沙中。
实验现象
Fe2O3 + 2Al === 2Fe + Al2O3
高温
A 铝热反应的应用
铝热反应的原理可以应用在
生产上,如用于焊接钢轨等。在
冶金工业上也常用这一反应原理,
使铝与金属氧化物反应,冶炼钒、
铬、锰等。
3MnO2 + 4Al === 3Mn + 2Al2O3
高温
Cr2O3 + 2Al === 2Cr + Al2O3
高温
MgCl2(熔融) 电解
NaCl (熔融) 电解
MgCl2 (熔融) Mg + Cl2 ↑电解
2NaCl (熔融) 2Na+Cl2 ↑电解
v电解法
K、Ca、Na、Mg、Al还原性太强,只有用电解法
通电分解其熔融氯化物或氧化物的方法来冶炼。
火法炼铜
灼烧辉铜矿(Cu2S)
湿法炼铜 中国古代首创的胆水冶铜
西汉古籍《淮南万毕术》上就有“曾青得铁,则化为铜”
的记载。
Fe + CuSO4 == FeSO4+ Cu
Cu2S + O2 2Cu + SO2
高温
2021-6-7 17
K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb (H) Cu Hg Ag Pt Au
电解法 热还原法 热分解法
物理提取法
金属活动性顺序与金属的冶炼方法
小 结
金属资源的回收和再利用
(1)节约矿物资源
(2)节约能源
(3)减少环境污染
2、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:
①Na ②Zn
③Hg ④Au
电解法 热还原法
热分解法 物理提取法
1.下列金属元素在自然界中可以游离态形式存在的
是( )
A.K B.Na
C.Ca D.Au
D
20
3、根据如图所示的实验装置,回答下列问题。
(⑴)写出该反应的化学方程式:_____________________________,
在该反应中 是氧化剂, 是还原剂,该反
应称为 反应。
Fe2O3 Al
铝热
(2)选出该实验的实验现象(填写在横线上): 。
①镁条剧烈燃烧;②放出大量的热,并发出耀眼的光芒,③纸漏斗的下部
被烧穿;④有红热状态的液珠落入蒸发皿内的细沙上,液珠冷却后变为黑
色固体。
①②③④
(3)写出下列操作或物质的作用:内层纸漏斗底部剪一个孔:
;蒸发皿盛沙:_____________________;
镁条: ;氯酸钾:______
使熔融物易于落下 防止溅落物炸裂蒸发皿
引燃剂 助燃剂
4、冶炼金属常用以下几种方法:
(1)以C或H2、CO作还原剂还原法;(2)热分解法
(3)电解法 (4)铝热法。
现冶炼下列金属:Al、Mg、Cu、Hg、Mn,试标明
适宜的冶炼的方法。
Al:______ Hg:______ Mg:______
Mn:______ Cu:______
(3) (3)
(1)
(2)
(4)
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