金属资源的开发与利用

Mg Al Na
高温
MgO+C===Mg+CO↑ MgCl2(熔融)电==解=Mg+Cl2↑
2Al2O3(熔融)冰=电晶=解=石4Al+3O2↑
2NaCl
(熔融)
电解
===2Na+Cl2↑
4、合理利用矿物资源，坚持可持续发展战略
提高金属矿物的利用率
(1)途径
减少金属的使用量 加强金属ห้องสมุดไป่ตู้源的回收和再利用
4、铝能用来冶炼难熔金属（如Fe 、V、Mn
等），这是因为铝有( D )
A．两性
B．良好导电性
C．熔点低
D．还原性，在反应中放出大量热
5、思考：为什么人类使用铁器比使用铜器晚？ 使用铝制品又比使用铁制品晚？
金属越活泼，冶炼难度越大，发现得通常越晚。
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
一、金属矿物的开发和利用
金矿 Au
铂矿 Pt
自然界中的金属，只有少数不活泼金属以游离 态存在（如金和铂）
绝大多数金属是以化合物的形式存在
黄铜矿
赤铁矿
铝矿
锰矿
钨矿
锌矿
一、金属矿物的开发利用
1、金属的冶炼
将金属从其化合物（金属矿物）中还 原出来用于生产和制造各种金属材料的过 程在工业上称为金属的冶炼
还原剂制得的金属组是 （ A ）
A．Na、Mg 、Al B．Na、K 、Zn C．Fe、Cu、Ag D．Na、Ca、Cu
2、下列各种冶炼方法中，可以制得
相应金属的是（ C ）
A、加热氧化铝
B、加热碳酸钙
C、电解熔融氯化钠
D、氯化钠与铝粉高温共热
3、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 电解法 ②Zn 热还原法 ③Hg 热分解法 ④Au 物理提取法
铝热剂 反应物： 铝粉、氧化铁
镁条和氯酸钾的作用： 产生高温条件，引发反应
镁条：引燃剂
氯酸钾：助燃剂
现象：剧烈反应，发出强光，纸
漏斗下部被烧穿，有红热 的液珠落入蒸发皿内的细 沙上,冷却观察为铁珠.
铝热反应：铝粉与某些金属氧化物（如Fe2O3、 MnO2、Cr2O３、V2O5等）的混合物在高温下进 行的反应。
铝粉+金属氧化物的混合物称为铝热剂。
其他的铝热反应：
高温
3MnO2+4Al === 3Mn+ 2Al2O3
高温
Cr2O3+2Al === 2Cr + Al2O3
铝热反应的应用
①焊接钢轨 ②冶炼熔点较高的金属：V、Cr、Mn、W等
（4）、电解法 ---适用于活泼金属的冶炼 （活动性介于K---Al的金属) 2NaCl(熔融)=电=解=2Na+Cl2↑
使用其他材料代替金属材料
(2)意义
节约矿物资源 节约能源
减少环境污染
金属冶炼的步骤： 第一步：矿石的富集： 除去杂质，提高矿石中有用成分含量。 第二步：冶炼： 利用氧化还原反应，在一定条件下，把金 属离子还原成单质。 第三步：精炼： 采用一定方法，提炼纯金属。
练习
1．在冶金工业上，均不能用通常化学
电解
MgCl2(熔融)===Mg+Cl2 ↑
电解
2Al2O3(熔融) 冰=晶=石= 4Al+3O2↑
Al2O3熔点太高(2302℃),加入冰晶石(Na3AlF6) 后可降低其熔点。
问：电解氯化钠水溶液能得到金属钠吗？
不能，可得到NaOH
小结：
金属活动顺序与金属冶炼方法的关系：
K Ca Na Mg Al Zn Fe…Cu Hg Ag Pt Au 电解法 热还原法 热分解法 物理提取
2、金属冶炼的实质是什么?
实质: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单质。
M n+ + n e- = M
n+ 得电子, 被还原
M
M
K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb(H)Cu Hg Ag Pt
Au
金属活动性逐渐减弱
其金属阳离子的氧化性逐渐增强
由于不同金属离子的得电子能力不同，所以 要采用不同的冶炼方法
常见还原剂：焦碳、CO、H2、活泼金属Al等
高温
CuO +H2 === Cu + H2O
高温
2CuO + C === 2Cu + CO2 ↑
高温
Fe2O3+3CO ===
2Fe
+
3CO2
（高炉炼铁）
高温
Fe2O3+2Al === 2Fe + Al2O3
（铝热反应）
铝热剂
铝热反应
高温
Fe2O3+2Al === 2Fe + Al2O3
可见，越活泼的金属越难冶炼
表4-1 常见金属的冶炼原理
金属
Fe Cu
冶炼 原 理
FFee22OO33++23AClO=高=高=温==温=22FFee++A3l2COO3(2铝(高热炉法炼炼铁铁) )
Cu2S+O2高==温=2Cu+SO2(火法炼铜) Fe+CuSO4===FeSO4+Cu(湿法炼铜)
3、冶炼金属的一般方法
（1）物理提取法 ——适用于以游离态存在的 极不活泼的金属,例如: 铂(Pt) 、金(Au)等
（2）热分解法 ----不活泼金属的冶炼Hg、Ag
△
2 HgO ===2Hg + O2 ↑
△
2 Ag2O === 4Ag + O2 ↑
（3）热还原法 —— 一般活泼的金属 （活动性介于Zn—Cu的金属)