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1、化学与自然资源的开发利用,高中新课程化学必修2,巴彦县兴隆中学,第一节开发利用金属矿物和海水资源,我国21世纪初可持续发展的总体目标是：可持续发展能力不断增强，生态环境明显改善，资源利用率显著提高，促进人与自然的和谐，推动整个社会走上生产发展、生活富裕、生态良好的文明发展道路。,自然资源与可持续发展,开发利用金属矿物,提问：,金属在自然界一般以什么形式存在？,自然界中绝大多数金属以化合态存在；只有少数金属以游离态存在（金、铂）,部分金属矿物,在富集后的矿石中利用不同方法将金属还原出来金属冶炼，最后进行提纯精炼,大多数金属矿石里含有杂质，如石英、石灰石等，因此在冶炼金属时首先需要富集矿石。,金属
2、的冶炼,人们日常应用的金属材料，多为合金或纯金属，这就需要把金属从矿石中提炼出来，这就是人们常说的金属的冶炼。,一、金属冶炼的原理,利用氧化还原反应，在一定条件下，使金属化合物中的金属阳离子得到电子变成金属原子。即：,想一想:要使金属矿物转化为金属单质,金属元素的化合价如何变化,发生什么反应?,金属活动性顺序,K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb(H)Cu Hg Ag Pt Au,金属活动性由强逐渐减弱,1、热分解法2、热还原法3、电解法,二、金属冶炼的方法的选择,快速阅读课本88页内容，找出金属冶炼有多少种方法，分别是什么？适用于金属活动顺序表中的哪些金属?,1、热分解法,练习
3、:写出HgO，Ag2O受热分解的化学方程式,2HgO=2Hg+O2,2Ag2O=4Ag+O2,(适用Hg及其以后的不活泼金属),K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb(H)Cu Hg Ag,Hg Ag,铝热反应,铝热反应,镁 条：引燃剂氯酸钾：助燃剂反应现象：当外露部分的镁条燃烧完毕时，,纸漏斗的混合 物剧烈反应，发出耀眼的光芒，,纸漏斗被烧穿，有熔融物落入细沙上。,冷却熔融物后，除去外层熔渣，发现落下来的是铁珠。,铝热反应,铝热反应是指铝粉与某些金属氧化物在高温条件下，反应生成金属单质和三氧化二铝。与Fe2O3性质相似的FeO、MnO2、Cr2O3、WO3、V2O5等氧化物也都能
4、与金属铝在高温条件下发生反应，生成三氧化二铝和新的金属单质，放出大量的热，这样的反应都属于铝热反应。其中铝粉与这些金属氧化物的混合物称为铝热剂。,练习,请写出MnO2、Cr2O3、分别与Al反应的化学方程式,铝热反应的应用,可应用在生产上，如焊接钢轨等。冶金工业也常用这一反应原理，如炼钒、铬、锰、钨等熔点高的金属。在军事上也有广泛应用，如在炮弹头里装进铝热剂，可极大地提高杀伤力,高炉炼铁,2、热还原法,适用于金属活动性顺序表中的中间的多数金属。它是金属冶炼的常用方法。常用的还原剂有：,活泼金属、CO、H2、C(焦炭),K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb(H)Cu Hg Ag,Z
5、n Fe Sn Pb(H)Cu,3、电解法,在金属活动性顺序中，K、Ca、Na、Mg、Al 等几种金属的还原性很强，这些金属的阳离子难得电子，因此不能用一般的方法和还原剂使其从化合物中还原出来，而只能用通电分解其熔融盐或氧化物的方法来冶炼。,K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb(H)Cu Hg Ag Pt Au,K Ca Na Mg Al,练习:写出电解MgCl2、Al2O3的化学方程式,K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb(H)Cu Hg Ag Pt Au,金属单质的还原性减弱，,电解法,热还原法,物理方法,金属活动性顺序与金属的冶炼方法,小 结,(1)为什么不同
6、的金属的冶炼方法不同?,(2)为什么人类使用铁器比使用铜器晚?,热分解法,金属离子的氧化性增强,湿法炼铜:Fe+CuSO4=FeSO4+Cu,火法炼铜:Cu2S+O2=2Cu+SO2,高温,练习1:冶炼金属常用以下几种方法：以C、CO或 H2 作还原剂还原。利用铝热反应原理用Al还原。电解法。热分解法。下列金属各采用哪种方法还原最佳。Fe、Zn、Cu等中等活泼的金属()Na、Mg、Al等活泼或较活泼金属()Hg、Ag等不活泼金属()V、Cr、Mn、W等高熔点金属(),练习2:,下列氧化物不能跟铝粉组成铝热剂的是()A.WO3B.MnO2C.MgOD.V2O5,C,练习3:物质AG有下图所示转化关系（部分反应物、生成物没有列出）。其中A为某金属矿的主要成分，经过一系列反应可得到B和C。单质C可与E的浓溶液发生反应，G为砖红色沉淀。请回答下列问题：,1、写出下列物质的化学式：B、E、G；2、反应的化学方程式是：,作业,P93 2、4课后思考：如何解决金属冶炼所带来的附加问题？我们可以做些什么？,
