高一化学开发利用金属矿物和海水资源新课标人教1浅析.ppt

* * 教学目标 1、了解金属冶炼的实质、方法 2、通过比较不同金属的冶炼，理解不同 活动性的金属冶炼方法不同的原因 3、了解金属的回收利用与资源的保护 自然资源与可持续发展 广义地讲，所谓自然资源，是指在一定时间、地点的条件下能够产生经济价值的，以提高人类当前和将来福利的自然环境因素和条件的总称。可持续发展的目标是满足人类需要，强调人类的行为要受到自然界的制约、强调代际之间、人类和其它生物种群之间、不同国家和不同地区之间的公平。它包括经济的可持续发展，社会的可持续发展、资源可持续发展、环境可持续发展和全球可持续发展。 思考： 1、金属冶炼指什么？ 2、为什么不同金属的冶炼方法不同？ 3、金属活动顺序与金属冶炼有什么关系？ 阅读教材P80—81 一、金属矿物的开发和利用 请同学们列举出常见金属的名称？ 这些金属以何种形式存在于自然界中？ 金属元素种类多，分布广，活动性差 别大，在自然界的存在形式各异，少数不 活泼金属以游离态存在（如金和铂等）， 多数金属以化合态存在。人们在生活和生 产中使用的金属材料多是合金或纯金属， 这就需要把金属从矿石中提炼出来，提炼 的过程就是金属的冶炼过程。 金属冶炼是把金属矿石中的金属离子还原成单质的过程，经过三个步骤。 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。 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。 在富集好的矿石中利用不同方法将金属还原出来，最后进行提纯。 (一)、金属冶炼的方法 1、热分解法 2、电解法 3、热还原法 1、热分解法:适用于金属活动性顺序表中氢以后的金属冶炼。 2HgO == Hg+O2↑ 2Ag2O == 4Ag+O2↑ 2、电解法:适用于钾、钠、钙、铝等非常活泼金属的冶炼。 电解 2NaCl（熔融）====2Na+Cl2↑ 电解 2Al2O3（熔融）====4Al+3O2↑ MgCl2（熔融）====Mg+Cl2↑ 电解 3、热还原法:适用于金属活动性顺序表中部的金属冶炼 原理：在高温下发生氧化还原反应， 常用的还原剂有焦炭、一氧化 碳、氢气等。以及一些活泼金 属也可做还原剂。 实验探究 铝热反应：1、步骤 2、实验现象 3、实验原理 铝热反应 注：1、镁条、氯酸钾的作用：引燃剂 反应现象： 2Al+Fe2O3 2Fe+Al2O3 高温 镁条剧烈燃烧，放出一定的热量，使氧化铁粉末和铝粉在较高温度下发生剧烈的反应。反应放出大量的热，并发出耀眼的光芒。纸漏斗的下部被烧穿，有熔融物落入沙中。待熔融物冷却后，除去外层熔渣，仔细观察，可以发现落下的是铁珠 铝热反应的应用 你能总结出铝热反应的规律吗？ ?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????? ??? 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 3Co3O4+8Al === 9Co + 4Al2O3 高温 2、铝热反应 ｛ 焊接钢轨 冶炼高熔点的金属 10Al+3V2O5 5 Al2O3+6 V 高温 利用热还原法冶炼的金属还有: Fe2O3+3CO===2Fe+3CO2 高温 CuO+H2===Cu+H2O 高温 2CuO+C===2Cu+CO2 ↑ 高温 Cr2O3+2Al===2Cr+Al2O3 高温 (二)、不同金属冶炼方法的选择 金属活动性： 强 弱 K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb（H）Cu Hg Ag 电解法 热还原法 热分解法 (三)、金属的回收 金属回收的意义 节约矿物资源； 节约能源； 减少环境污染 金属回收的实例 废旧钢铁用于炼钢；废铁屑用于制铁盐；定影液用于回收银 *