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第四章1 金属矿物的开发利用


第四章 化学与自然资源的开发利用

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

【学习目标】
1、了解金属在自然界存在形态

2、掌握金属冶炼的方法 3、掌握铝热反应原理及实验
4、了解金属回收和资源保护的意义

我国金属矿产资源现状

>我国金属矿产资源品种齐全,储量丰富。已探明储量 的有54种。资源比较丰富的有钨、钼、锡、锑、汞、 铁、铅锌等。其中稀土金属、钨、锌、锑 在世界各国 的储量中名列前矛。钨、锑、和锡至今仍是世界上的 名牌矿种。但是,我国金属矿产资源品种及含量地域 分布不均,许多分布在西部边远地区。且贫矿多,富 矿少,加大了矿石开采和加工难度。许多需求量较大 的富铁矿、锰、铬、铜、铝等储量不足铅、锌、镍、 金银等,人均拥有量也明显低于世界平均水平。许多 矿产品种不能自给自足,需要大量进口。因此,如何 保护与综合利用金属矿产资源并实施全球化的策略成 为我们面临的重要课题。

【阅读与思考】
1、金属元素在自然界有哪几种存在形态? 2、什么叫金属的冶炼? 3、金属元素在化合物中化合价是正价, 还是负价?为什么? 4、金属冶炼的实质是什么?

5、金属冶炼常用方法有哪些?举例说明

【我国丰富的金属矿产资源】

钨矿

锌矿

锡矿

稀土矿

赤铁矿 金矿 铂矿

黄铜矿

一、金属矿物的开发利用
1、金属元素在自然界的存在形态

游离态 (极少数不活泼金属,如Au、Pt) 存在 形态 化合态 (绝大多数金属元素)

2、金属的冶炼
①金属的冶炼定义: 将金属从其化合物中还原出来,转变 为金属单质的过程。 ② 金属冶炼的实质: 利用还原的方法,使金属化合物中的金属离 子得到电子变成金属原子

Mn+ +

ne-

M

③ 金属冶炼的方法
(一些不活泼金属) 热分解法 a、

2HgO

2Hg + O2

2Ag2O

4Ag + O2

(非常活泼的金属如K、Ca、Na等) b、电解法 电 解 Mg + Cl2 MgCl2(熔融)

电 解 4Al + 3O2 2Al2O3(熔融) 2NaCl(熔融)
电 解

2Na +Cl2

注意:“熔融”是熔融态而不是水溶液

c、热还原法(大部分金属)
CuO + H2 Cu + H2O

Fe2O3+ 3CO

2Fe+ 3CO2

常用还原剂:CO、焦炭、H2等

铝热反应

铝热反应
【实验现象】
镁条剧烈燃烧,发出耀眼的强光, 并放出大量的热,纸漏斗下部被 烧穿,有熔融物落入沙中。

【问题探究】
1、镁条的作用是什么? 2、氯酸钾有什么作用? 【归纳】
点燃镁条后,放出大量的热,使氯 酸钾分解放出氧气,氧气又加剧镁 条燃烧,产生高温,引发铝与氧化 铁的反应。

【铝热反应】
Fe2O3+ 2Al
铝热剂

高温

2Fe+ Al2O3

铝和金属氧化物的混合物

[铝热反应] 铝与金属氧化物的反应 说明:①铝热反应是一类反应,不仅指铝 和氧化铁的反应。如铝与氧化锰等 ② 铝热反应也属于热还原法

③铝热反应应用: 焊接钢轨、
冶炼熔点高的金属

【归纳总结】
金属冶炼的一般规律
金属活动性顺序表



强 金属离子得电子能力 弱
热分解法
物 理 提 取 法

金属原子失电子能力 强

K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb (H) Cu Hg Ag Pt Au

电解法

热还原法

3、有效利用金属资源的有效途径
①提高金属矿物的利用率 ②减少金属的使用量

③加强金属资源的回收利用
④用其他材料代替金属材料等

【本节总结】
1、金属元素存在形态
金属冶炼的定义

金属矿物的 开发利用

2、金属的冶炼

金属冶炼的实质
金属冶炼的方法

铝热反应

3、有效利用金属资源的途径


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