金属的冶炼解析.ppt

* 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1课时　金属矿物的开发利用 1.了解金属在自然界中的存在形式。 2.掌握金属的冶炼方法。 3.掌握铝热反应原理及实验步骤。 4.了解金属回收和资源保护的意义。 5.认识和体会化学在自然资源开发和利用中的意义和作用。 一、金属在自然界中的存在形态 游离 化合 因为我们的生活生产需要金属，所以必须要开 发利用金属资源 但金属资源是不可再生资源，不是取之不尽的 利用化学知识，在科学开发利用金属矿物的基础上，使金属矿物资源得到可持续发展 那如何解决 回忆：初中学过冶炼铁的方法？ Fe2O3 + 3CO== 2Fe + 3CO2 高温 得电子 能由此找出金属冶炼的实质吗？ 2、金属冶炼的实质 实质是用氧化还原反应的方法使金属化合 物中的金属离子得到电子变成金属原子。 M 得电子 M （被还原） n + 还原出金属的难易由谁决定？ 3.你知道从金属矿物中冶炼金属,一般 要经过哪些步骤? 矿石富集 金属冶炼 金属精炼 金属冶炼的步骤: 金属冶炼的实质 金属元素：化合态 即：Mn+ + ne- → M 得到电子 游离态 冶炼金属的方法依据 二、金属的冶炼 1.冶炼原理:将金属从化合物中还原出来。 2.冶炼方法: 金属冶炼的常用方法有: (1)热分解法,如①汞、②银; (2)电解法,如③钠、④镁、⑤铝; (3)热还原法,如⑥高炉炼铁、⑦铝热法炼铁; (4)其他方法,如⑧湿法炼铜、⑨火法炼铜。 写出①～⑨的化学方程式: ①_________________,②__________________, ③_________________________, ④________________________, ⑤_____________________________, ⑥_______________________, ⑦_______________________, ⑧____________________, ⑨____________________。 2HgO 2Hg+O2↑ △ ==== 2Ag2O 4Ag+O2↑ △ ==== 电解 ==== 2NaCl(熔融) 2Na+Cl2↑ 电解 ==== MgCl2(熔融) Mg+Cl2↑ 电解 ======= 冰晶石 2Al2O3(熔融) 4Al+3O2↑ 高温 ==== Fe2O3+3CO 2Fe+3CO2 高温 ==== 2Al+Fe2O3 2Fe+Al2O3 Fe+CuSO4====FeSO4+Cu 高温 ==== Cu2S+O2 2Cu+SO2 三、金属资源的合理开发利用 1.合理开发利用金属资源的意义:金属矿物资源是_____再生资 源且贮量有限,冶炼过程中会消耗大量能量,也易造成环境污 染。故应合理开发利用金属资源。 2.有效利用金属资源②的途径: (1)提高金属矿物的_______; (2)减少金属的使用量; (3)加强金属资源的_____________; (4)使用_________代替金属材料。 不可 利用率 回收和再利用 其他材料 【知识备选】金属冶炼的三个步骤及目的 步　骤 目　的 矿石富集 除去杂质、提高矿石中有效成分的含量 冶　炼 用适当还原剂把矿石中的化合态金属还原,得到粗金属单质 精　炼 加入试剂除杂或电解精炼,得到纯金属 【学而后思】 (1)为什么越活泼的金属,被人类利用得越晚? 提示:因为金属越活泼,其离子的氧化性越弱,就越难被还原,故制取和应用的时间越晚。 (2)选择金属冶炼方法的依据是什么? 提示:选择何种方法冶炼金属,应依据金属在自然界中的存在形态和金属的活动性。 金属冶炼时,金属元素由化合态变为游离态,金属活动性不同,其阳离子得电子能力不同,得电子能力强的,易被还原,可选用加热法或热还原法,得电子能力弱的较难被还原,可用电解法。 二、铝热反应 1.铝热反应: (1)概念:铝和金属氧化物在高温下发生剧烈反应并放出大量热的化学反应。 (2)原理:Al作还原剂,另一种氧化物作氧化剂,用铝将氧化物中的金属置换出来。 (3)铝热剂:铝粉和某些金属氧化物(Fe3O4、Cr2O3、V2O5等)组成的混合物。 (4)反应特点: ①在高温下进行;②反应迅速并放出大量的热;③新生成的金属单质呈熔融态且易与Al2O3分离。 2.铝热反应实验: 实验操作 实验现象 (1)镁带剧烈燃烧; (2)铝热剂发生剧烈的反应; (3)反应放出大量的热,并发出耀眼的白光; (4)纸漏斗的下部被烧穿