2018_2019学年高中化学第四章化学与自然资源的开发利用4.1.1金属矿物的开发利用课件新人教版必修2.ppt

1、第1课时 金属矿物的开发利用,学习目标 1. 知道金属在自然界中的存在形态，金属冶炼的一般方法和原理，会写相关反应的化学方程式。 2. 掌握铝热反应的原理和实验。 3. 了解金属回收的意义，树立环保意识。,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，少数化学性质不活泼的金属，在自然界中以游离态存在，如金、铂等。化学性质比较活泼的金属，在自然界中以化合态存在。,1. 金属元素的存在：,金矿Au,铂矿Pt,银矿Ag,游离态金属矿,化合态金属矿,辰砂 HgS,菱镁矿 MgCO3,大多数金属在自然界中是以化合态存在。化学要研究如何合理高效的利用这些金属矿物，将其中的金属从其化合物中还

2、原出来用于生产和制造各种金属材料，这一过程在工业上称为“金属的冶炼”。,2. 金属冶炼的实质：,得电子,（1）金属冶炼的实质：实质是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原子。,古代中国劳动人民用木炭炼铁,金属活动性顺序,K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb (H) Cu Hg Ag Pt Au,金属活动性逐渐减弱,金属离子的得电子能力逐渐增强,要根据金属的活动性顺序不同，采取不同的冶炼方法,物理提取法： 适用于极不活泼的金属Pt、Au,（2）金属冶炼的方法：,热分解法: 适用于金属活动性顺序表中不活泼金属的冶炼，如Ag、Hg的冶炼。,电解法 : 适用于钾、钙、钠、

3、镁、铝等非常活泼金属的冶炼。,电解熔融物：适用于活泼金属的冶炼，炼得的金属纯度高，耗电量大，生产成本高。熔融物属于离子化合物。,热还原法:适用于金属活动性顺序表中介于Zn和Cu之间的金属的冶炼。,原理：在高温下发生氧化还原反应，用还原剂将金属从它们的化合物中还原出来。如：,Cr2O3 + 2Al = 2Cr + Al2O3,高温,1. CO：适用于较不活泼的金属，多用于冶炼合金，成本较低。 2. H2适用于高温不和水反应的金属，金属成分纯度高，熔点高，生产成本高。 3. 活泼金属：适用于高熔点、较不活泼的金属，生产成本高，金属纯度高。,小结：常见的还原剂,铝热反应 活泼金属也可以做还原剂，把相

4、对不活泼的金属置换出来，例如：铝。,实验步骤： 1. 把两张圆形滤纸分别折叠成漏斗 状套在一起，使四周都有四层。取 出内层滤纸，在底部剪一个小孔后 用水润湿，再套回原处，并架在铁 圈上，（如右图所示）下面放置一盛沙子的蒸发皿。 2. 将5 g干燥的氧化铁粉末和2 g铝粉均匀混合后放入纸漏斗中，上面加少量氯酸钾中间插一根用砂纸打磨过的镁带。 3. 用燃着的小木条点燃镁带，观察现象。,P89实验4-1（用Al冶炼Fe）,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，

5、仔细观察，可以发现落下的是铁珠。,铝热剂,实验现象：,铝是还原剂，在一定的条件下与某些金属氧化物反应，把其中的金属还原成单质。所以一些活泼的金属也可作还原剂。,注：镁条、氯酸钾的作用引燃剂,（1）高温。 （2）剧热燃烧，放出大量的热。 （3）新生成的液态金属单质易与Al2O3(固态)分离。,1铝热反应的特点,（1）镁带要打磨净表面的氧化膜，否则难以点燃。 （2）氧化铁粉末要干燥，铝粉没有被氧化，否则难以反应。,2铝热反应实验注意问题,归纳：,（3）要保证纸漏斗重叠时四周均为四层，且内层纸漏斗一定要用水润湿，以防高温物质从四周溅出。 （4）因为铝热反应是一个典型的放热反应，反应中放出的大量热量能

6、够使铁熔化，所以要垫细沙，这样做的目的一是防止蒸发皿炸裂，二是防止熔融的金属溅出伤人。 （5）实验装置应远离人群和易燃物。,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，冶炼钴、钒、锰等。,K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb（H）Cu Hg Ag,电解法,热还原法,热分解法,要根据金属的活动性顺序不同，采取不同的冶炼方法,小结：不同金属冶炼方法的选择,（1）回收金属的意义,节约矿物资源；节约能源； 减少环境污染,（2）有效使用金属产品、材料的主要途径,提高金属矿物的利用率，减少金属的使用量，加强金属资源的回收和再利用，使

7、用其他材料代替金属材料等。,3. 金属的回收和使用途径：,1. 下列各种冶炼方法中，可以制得相应金属的是（ ） 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,C,练习,2. 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： Na Zn Hg Au,电解法,加热还原法,加热分解法,物理提取法,3. 用铝热反应冶炼出的金属的状态是（ ）A. 固态 B. 气态 C. 液态 D. 三种状态都有可能 4.铝能用于冶炼难熔的金属（如铁、钒、锰等），这是因为铝具有（ ） 两性 B. 导电性好 C. 熔点低 D. 还原性，在冶炼反应中放出大量的热,C,D,5. 不能用热分解法制得的金属是（ ） A. 铁 B. 银 C. 镁 D. 汞,AC,