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* * 第四章 化学与自然资源的开发利用 第1节 开发利用金属矿物和海水资源 常德市一中 吴玉山 2016.06.13 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P88—89 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1步 富集 除去杂质，提高矿石中有用成分含量。 第2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3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 表中铜以后金属的冶炼。 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 中部金属的冶炼 原理：在高温下发生氧化还原反应。 常用的还原剂有C、CO、H2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 镁条、氯酸钾的作用？ 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。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。 铝热反应的规律？ 铝热反应的应用 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。 4Al + 3MnO2 === 3Mn+ 2Al2O3 高温 2Al + Cr2O3 === 2Cr + Al2O3 高温 8Al + 3Co3O4 === 9Co + 4Al2O3 高温 2、铝热反应 ｛ 焊接钢轨 冶炼高熔点的金属 10Al+3V2O5 6V + 5Al2O3 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 K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb（H）Cu Hg Ag Pt Au 电 解 法 热 还 原 法 热 分 解 法 物 理 提 取