《四一节开发利用金属矿物和海水资源》PPT课件.ppt
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1、第一课时4.1.1金属矿物的开发利用 一、金属矿物的开发利用一、金属矿物的开发利用黄铜矿黄铜矿赤铁矿赤铁矿铝矿铝矿锰矿锰矿钨矿钨矿锌矿锌矿人类最早发现和应用的金属分别是:人类最早发现和应用的金属分别是:学科网CuCu2 2(OHOH)2 2COCO3 3 =2CuO +H =2CuO +H2 2O +O +COCO2 2 C +2CuO =COC +2CuO =CO2 2 +2Cu2Cu高温高温铜是人类第一种大量使用的金属,结束了铜是人类第一种大量使用的金属,结束了漫长的漫长的“石器时代石器时代”.在在公公元元前前60006000年年到到70007000年年左左右右,人人类类开开始始迈迈进进了
2、了象象征征古古代代文文明开端的明开端的“铜器时代铜器时代”。铜铜 镜镜汉武帝时铜币汉武帝时铜币先秦刀币先秦刀币这是英法联军洗这是英法联军洗劫焚毁世界建筑劫焚毁世界建筑史上最杰出的园史上最杰出的园林林圆明园后圆明园后,被劫掠到国外,被劫掠到国外的珍贵文物的珍贵文物铜虎头铜虎头,20002000年在香港被年在香港被拍卖。由中国派拍卖。由中国派员出高价将其赎员出高价将其赎回。回。记住我们的国耻:中国还有上百万件珍贵文物流失海外记住我们的国耻:中国还有上百万件珍贵文物流失海外 我国古代炼铁工业长期领先于世界,我们在我国古代炼铁工业长期领先于世界,我们在西汉西汉初时初时已经懂得用已经懂得用木炭与铁矿石混
3、合高温冶炼生铁木炭与铁矿石混合高温冶炼生铁,领先,领先欧洲一千余年,南宋末年的工匠又掌握了用焦炭炼铁,欧洲一千余年,南宋末年的工匠又掌握了用焦炭炼铁,而欧洲最早的英国直到而欧洲最早的英国直到500500年后(相当于清朝乾隆末年),年后(相当于清朝乾隆末年),才掌握这一技术。才掌握这一技术。古代中国劳动人民用木炭炼铁古代中国劳动人民用木炭炼铁学科网 冶炼金属的实质是用还原的方法冶炼金属的实质是用还原的方法使金属化合物中的金属离子得到使金属化合物中的金属离子得到电子变成金属原子。电子变成金属原子。将金属从其化合物中还原出来用于生将金属从其化合物中还原出来用于生产和制造各种金属材料的过程在工业上称产
4、和制造各种金属材料的过程在工业上称为金属的冶炼。为金属的冶炼。金属活动性顺序金属活动性顺序K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb(H)Cu Hg Ag Pt AuK 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活动性逐渐减弱金属离子的得电子能力逐渐增强金属离子的得电子能力逐渐增强1 1、热分解法、热分解法(适合一些不活泼金属)(适合一些不活泼金属)2HgO =2Hg+O2 加热加热2Ag2O =4Ag+O2 加热加热2 2、物理提取法:适用于极不活泼的、物理提取法:适用于极不活泼的金属金属PtPt、AuAu3 3、热还原法(
5、适用于大部分金属)、热还原法(适用于大部分金属)CuO+H2=Cu+H2O高温高温Fe2O3+3CO=2Fe+3CO2 高温高温铝热反应铝热反应实验实验4 41 1 注意观察现象注意观察现象反应现象:镁镁条条剧剧烈烈燃燃烧烧,放放出出大大量量的的热热,火火星星四四射射,发发出出耀耀眼眼的的白白光光,纸纸漏漏斗斗被被烧烧穿穿,有有红红热热熔熔融融物物落落入入沙沙中中,冷冷却却后后变变成成黑黑色色固固体。体。Fe2O3+2Al=2Fe+Al2O3高温高温1 1、镁条的作用是什么?、镁条的作用是什么?2 2、氯酸钾的作用是什么?、氯酸钾的作用是什么?铝热剂铝热剂问题问题FeFe2 2O O3 3+2
6、Al=2Fe+Al+2Al=2Fe+Al2 2O O3 3高温高温其其它它铝铝热热反反应应 3MnO3MnO2 2+4Al=3Mn+2Al+4Al=3Mn+2Al2 2O O3 3高温高温CrCr2 2O O3 3+2Al=2Cr+Al+2Al=2Cr+Al2 2O O3 3高温高温3V3V2 2O O5 5+10Al=6+10Al=6V V+5Al+5Al2 2O O3 3高温高温结论:结论:铝也是还原剂,在一定的条件下与某些金铝也是还原剂,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。些活泼的金属也可
7、作还原剂。铝热反应的应用铝热反应的应用 铝热反应的原理可以应用在生产上,如铝热反应的原理可以应用在生产上,如用于用于焊接钢轨焊接钢轨等。在冶金工业上也常用这一反应等。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、锰原理,使铝与金属氧化物反应,冶炼钒、铬、锰等等 由于早期炼铝十分困难,所以铝的价格十分昂贵,一度超越金由于早期炼铝十分困难,所以铝的价格十分昂贵,一度超越金银之上,直至银之上,直至1919世纪上半叶,铝还是欧洲许多高级珠宝店的高档货。世纪上半叶,铝还是欧洲许多高级珠宝店的高档货。然而自从美国青年化学家霍尔发明电解制铝法后,制铝工然而自从美国青年化学家霍尔发明电解制
8、铝法后,制铝工 艺不断改艺不断改进,现在人们已经熟练掌握了从铝土矿(进,现在人们已经熟练掌握了从铝土矿(主要成主要成 分是分是AlAl2 2O O3 3,当然还是有,当然还是有很多其它杂质的)中冶炼铝的技术了,使得制铝成本大大下降,铝的价格很多其它杂质的)中冶炼铝的技术了,使得制铝成本大大下降,铝的价格也一降千丈,走入千家万户。也一降千丈,走入千家万户。4 4、电解法(适合一、电解法(适合一些非常活泼金属些非常活泼金属)MgCl2(熔融熔融)=Mg+Cl2 电解电解2Al2O3(熔融熔融)=4Al+3O2 电解电解冰晶石冰晶石2NaCl(熔融熔融)=2Na+Cl2 电解电解K Ca Na Mg
9、 AlK Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb (H)Cu Zn Fe Sn Pb (H)Cu Hg AgHg AgPt AuPt Au电解法电解法热还原法热还原法热分解法热分解法物理提取法物理提取法金属的化学性质和冶炼方法金属的化学性质和冶炼方法小结:小结:(1 1)热分解法热分解法适用于金属活动顺序中适用于金属活动顺序中氢氢以后的金属冶炼或精炼。以后的金属冶炼或精炼。(2 2)热还原法热还原法适用于金属活动顺序适用于金属活动顺序中部中部的金属冶炼的金属冶炼(3 3)电解电解熔盐或氧化物法选用于钾、钠、熔盐或氧化物法选用于钾、钠、钙、铝等钙、铝等活泼金属活泼金属的冶炼。的冶炼。K
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