金属的冶炼

第四章化学与自然资源的开发利用第一节开发利用金属矿物和海水资源一、金属矿物的开发利用自然界中金属元素的存在形式游离态：极少数（金、铂等）化学性质不活泼的金属.天然金Au天然铂Pt化合态：绝大多数（除金、铂等）化学性质较活泼的金属赤铁矿Fe2O3辉铜矿Cu2S人类使用的金属材料中金属的存在状态？1、金属冶炼:2、金属冶炼原理：Mn++ne-M金属的冶炼要使金属离子得到电子转化为金属原子3一般步骤(1)矿石富集大多数金属矿石里含有杂质，将矿物中的有效成分提取出来，以减少杂质、提高品位。(2)金属冶炼富集后的矿石利用氧化还原原理，在一定条件下，将金属矿物中的金属从其化合物中还原出来，得到粗金属单质（含少量杂质）。(3)金属精炼采用一定的方法，提纯金属，得到较纯净的金属。不活泼的金属你应该还记得金属活动顺序表吧K、Ca、Na、Mg、Al、Zn、Fe、Sn、Pb、(H)、Cu、Hg、Ag、Pt、Au非常活泼的金属一般的金属历史上金属被发现和冶炼利用的顺序古代现代Au、Ag、Cu、Al、Fe、不活泼的金属容易冶炼，金属越活泼越难冶炼。（1）非常不活泼金属（Pt、Au）——物理方法﹡3、金属的冶炼方法（2）不活泼的金属（Hg、Ag）--------热分解法2加热O2Hg2HgO2加热2O4AgO2Ag（3）非常活泼的金属（K、Ca、Na、Mg、Al）--------热电解法高温下将金属化合物熔融后，进行电解2NaCl(熔融)电解2Na+Cl2↑2Al2O3(熔融)电解冰晶石4Al+3O2↑MgCl2(熔融)===Mg+Cl2↑电解冰晶石在反应中有什么作用？冰晶石的化学式是Na3AlF6（六氟铝酸钠），其作用就是降低氧化铝熔化所需温度,降低能耗。因为MgO熔点比MgCl2高很多，要使MgO熔融需要多消耗很多能量，故用电解熔融MgCl2的方法生产镁。1、工业上为什么常用电解熔融MgCl2的方法生产金属镁，而不用电解MgO的方法生产镁?物质MgOAl2O3MgCl2AlCl3熔点/oC28522054714190（以分子形式存在）沸点/oC360029801412180想一想2，Al2O3熔点比AlCl3高很多，那么工业上为什么常用电解熔融Al2O3生产金属铝，而不用电解AlCl3的方法生产铝?因为AlCl3属于共价化合物，熔融时不电离出铝离子，（也就无法使铝离子得电子被还原成铝单质了，）故冶炼金属铝是用电解熔融Al2O3的方法。（4）一般的金属（Zn、Fe、Sn、Pb、Cu）①热还原法加热或者高温下与还原剂反应常用还原剂：C、CO、CuO+H2===Cu+H2O高温Fe2O3+3CO===2Fe+3CO2↑高温H2等C+2CuO==CO2↑+2Cu高温湿法炼铜Fe+CuSO4＝FeSO4+Cu火法炼铜Cu2S+O2===2Cu+SO2高温西汉《淮南万毕术》有“曾青得铁，则化为铜”的记载。②其他方法P89实验4-1反应物：铝粉和氧化铁（铝热剂）镁条的作用：吸热反应还是放热反应：放热反应现象：镁条剧烈燃烧，放出大量的热，发出耀眼强光，混合物剧烈反应，火星四溅,纸漏斗下部被烧穿，有红热的液珠落入蒸发皿中，待熔融物冷却后，用磁铁吸引，发现黑色固体是铁珠。氯酸钾的作用：作引燃剂，引起氯酸钾分解，并产生高温条件，引发反应作助燃剂，为镁条继续燃烧提供氧气。内层漏斗为什么要润湿？蒸发皿为什么要放沙子？③铝热反应一是防止蒸发皿炸裂，二是防止熔融的液体溅出伤人。3MnO2+4Al===3Mn+2Al2O3高温Cr2O3+2Al===2Cr+Al2O3高温3Co3O4+8Al===9Co+4Al2O3高温其它铝热反应冶炼条件：被冶炼金属没有铝活泼a、用于焊接火车铁轨b、冶炼难熔金属，如钒、铬、锰铝热反应用途：水体污染大气污染自然资源与可持续发展自然资源定义：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：是指满足当前需要而又不剥削子孙后代满足其需要之能力的发展P88“资料卡片”合理利用矿物资源，有效使用金属产品、材料的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用其他材料代替金属材料金属的回收和再利用1、回收金属的意义：（1）节约矿物资源；（2）节约能源；（3）减少环境污染2、回收金属的实例（1）废旧钢铁用于炼钢；（2）废铁屑用于制铁盐；（3）定影液用于回收银总结:1、金属矿物中提取金属的过程叫做冶炼2、不同活动性的金属冶炼方式不同3、合理利用矿物资源，坚持可持续发展战略KCaNaMgAlZnFeSnPb(H)CuHgAgPtAu电解法热还原法热分解法物理提取法课堂练习:1.下列关于金属冶炼的说法不正确的是()A金属冶炼是由人类生产生活需要发展起来的B天然矿藏很少只含一种金属元素往往含有较多杂质C金属的冶炼主要有矿石的富集、冶炼还原和精炼三个步骤D金属冶炼一定要用到还原剂2、用铝热剂冶炼难熔金属，是因为铝是（）A具有导电性B具有延展性C既能与酸反应又能与碱反应D被氧化过程中放出大量的热3、可用热分解法就可能制得的金属有（）A.CuCrB.TiWC.AgHgD.NaAl4、冶炼金属常用以下几种方法：①以C或H2、CO作为还原剂还原法；②热分解法；③电解法；④铝热法。现冶炼下列金属：Al、Mg、Cu、Hg、Mn，试标明适宜的冶炼方法。Al：；Mg：；Cu：；Hg：；Mn：。③③②①④C5、宋朝初期，我国已将湿法炼铜应用于生产，其反应原理为（）A、CuO+H2==Cu+H2OB、CuO+CO==CO2+CuC、Fe+CuSO4==Cu+FeSO4D、Cu2(OH)2CO3==2CuO+H2O+CO2↑△△△△6、列反应原理不符合工业冶炼金属实际情况的是A、（）B、C、D、2MgO===HgO===△22Hg+O2↑3MnO2+4Al===3Mn+2Al2O3高温电解2Mg+O2↑Fe3O4+4CO===3Fe+4CO2高温C