金属矿物和海水资源的开发利用.ppt

开发利用金属矿物和海水资源 一、金属矿物的开发利用 走进人们生活的金属 实验4-1 铝热反应 电解法 课前练习 1、写出金属活动顺序表，并并标明各种冶炼方法 2、写出下列反应的化学方程式： 电解法冶炼铝 电解法冶炼镁 铝热法冶炼铁 湿法炼铜的离子方程式 开发利用金属矿物和海水资源 二、海水资源的开发利用 为什么中日在钓鱼岛问题上互不相让? 2、离子交换法 阳离子交换树脂:HR+Na+=NaR+H+ 阴离子交换树脂:ROH+Cl-=RCl+OH- H++OH-=H2O （目前正迅速发展，但需要不断更新离子交换树脂） * 自然界中的金属元素存在形式 金矿 铂矿 铝土矿 黄铁矿FeS2 黄铜矿 CuFeS2 闪锌矿ZnS 金、铂等极少数金属以 形式存在；绝大多数金属以 形式存在。金属化合物中，金属元素都显 化合价。 1.金属在自然界中的存在形式 游离态 化合态 正 人类使用的金属材料中金属的存在状态？ 纯单质 或 合金 2、金属的冶炼： 定义：把金属矿物中的金属从其化合物中还原出来的过程，在工业上称为金属的冶炼。 本质：利用还原的方法，使金属化合物中的金属阳离子得到电子变成金属原子。即：Mn+ + ne-→M 矿石富集 金属冶炼 金属精炼 步骤: K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb（H）Cu Hg Ag 金属活动性（失电子能力）： 强 弱 K+ Ca2+ Na+ Mg2+ Al3+ Zn2+ Fe2+ （H+）Cu2+ Hg2+ Ag+ 阳离子的氧化性（得电子能力） 弱 强 3、冶炼金属的方法 《浪淘沙》 -刘禹锡 日照澄洲江雾开, 涛金女伴满江隈. 美人首饰侯王印, 尽是沙中海底来. 物理方法： 淘金原理 刚果手工金矿开采 马达加斯加街头淘金者 原理是:金的质量较沙重,在淘去粗沙后,用水银滚动吸附金,水银是已知唯一可以粘附金的物质. 热分解法： 2HgO == 2Hg+O2↑ 2Ag2O == 4Ag+O2↑ 古代炼丹术家葛洪，曾经在他的著作《抱朴子》中记载有“丹砂烧之成水银” 不活泼的金属（如Hg、Ag）用高温加热 分解其氧化物的方法——热分解法 热还原法 CuO+H2 == Cu+H2O 2CuO+C == 2Cu+CO2↑ Fe2O3+3CO== 2Fe+3CO2 对于较活泼的金属（Zn、Fe、Sn、Pb、Cu）在加热的条件下，用还原剂将金属从化合物中还原出来。 现象 原理 镁条剧烈燃烧，发出白光，导致混合物 剧烈反应，发出强光，有红热的熔融物生成。 2Al+Fe2O3===2Fe+Al2O3 高温 镁条为引燃剂 氯酸钾为助燃剂 哪些现象说明该反应是放热还是吸热？ 3MnO2+4Al === 3Mn+ 2Al2O3 高温 Cr2O3+2Al === 2Cr + Al2O3 高温 3Co3O4+8Al === 9Co + 4Al2O3 高温 铝热反应:铝粉与某些金属氧化物粉末(如Fe2O3、MnO2、Cr2O３、 V2O5等）的混合物在高温下进行的反应 铝热剂：铝粉与金属氧化物粉末的混合物称为铝热剂。） 应用： (1)焊接钢轨， (2)冶炼金属。冶炼钒、铬、锰等熔点高的金属。 几种热还原法的优缺点 为什么贵为法国皇帝，在当时却不用高贵而亮 丽的银碗，而用色泽要暗得多的铝碗呢？ K、Ca、Na、Mg、Al还原性太强，只有用电解法—— 通电分解其熔融氯化物或氧化物的方法来冶炼。 最强力的还原手段 根据下表回答，工业生产电解冶炼金属镁应该选择_____作原料， 原因是______________ __ MgCl2的熔点低，电解设备相对简单,成本低 MgCl2 物质 MgCl2 MgO AlCl3 Al2O3 熔点 714℃ 2852℃ 190℃ 2000℃ 工业生产电解冶炼金属Al应该选择_____作原料，原因是__________________________________ Al2O3 AlCl3为共价化合物不导电 有效使用金属 的途径： 4、合理开发和利用矿物资源 ①、加强金属资源的回收与再利用； ②、提高金属矿物的利用率 ③、减少金属的使用量 冶炼金属常用以下几种方法： ①用C，CO，H2做还原剂还原，②用较活泼金属Na，Mg等还原，③铝热法 ④电解法，⑤热分解法。 下列金属各采用哪种方法还原最佳？ (1)Fe：________； (2)Mg，Al等活泼或较活泼金属_________； (3) Hg，Ag等不活泼金属_______； (4)V，Cr，Mn，W等高熔点金属________；