开发利用金属矿物与海水资源1-PPT精选文档

练习：将3.25g某金属单质与过量稀硝酸反应时， 未观察到有气体放出，但测知生成物中有NH4NO3。 当向反应后的溶液中加入过量热的烧碱溶液时，有 气体放出，气体体积为280mL（标准状况）。
铝热反应
注意观察现象
反应现象：剧烈反应，发出强 光，纸漏斗被烧穿，沙子上落 有黑色铁珠。
高温
Fe2O3+2Al === 2Fe + Al2O3
其 它 铝 热 反 应
3MnO2+4Al === 3Mn+ 2Al2O3 Cr2O3+2Al === 2Cr + Al2O3
高温
高温
3Co3O4+8Al === 9Co + 4Al2O3
金属冶炼的原理是什么？
金属的冶炼的步骤：
矿石的富集、冶炼、精炼
金属冶炼有哪些方法？你们觉得金 属活动顺序与金属冶炼方法有没有 联系呢？如果有，有什么规律吗？
冶炼金属的方法
1、热分解法（适合一些不活泼金属） 加热
2HgO === 2Hg + O2 ↑
加热
2Ag2O === 4Ag + O2 ↑
2、电解法（适合一些非常活泼金属）
3、字母型数据的计算题可考虑寻找界点，确定区间 (或边界)讨论
例、已知常温时反应2Fe3＋+Cu＝2Fe2＋+Cu2＋在水溶 液中能发生，将22.4g由铜和三氧化二铁组成的混合粉 末加入到浓度为1 mol/L的硫酸中，使之发生反应。
(1)若固体恰好全部溶解，消耗硫酸的体积为V，求V的 取值范围。 (2)若硫酸溶液过量，反应后溶液的体积为1 L，测得此 溶液中Fe2＋浓度为0.1 mol/L, 求原混合物中含铜多少 克?
高温
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
阅读课本P81页表4-1 常见金属的冶炼原理
金属的回收和资源保护
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
以铝为例，生产一吨原铝至少要消耗四吨铝土 矿资源。当前全球原铝的年产量约2500万吨，年 消耗铝土矿超过一亿吨，如果照此发展下去，地 球上的铝土矿资源就会越来越少，直至有一天枯 竭。如果人类消费的铝能够回收利用，只要回收 利用量达到产量的二分之一，每年就将减少铝土 矿消耗量约5000万吨，这对保护全球铝土矿资源 具有极为重要的意义。其次，利用废杂原料生产 一吨合金铝锭与用铝土矿原料生产一吨原铝锭相 比，可以节省95％以上的能源消耗。
电解
MgCl2 (熔融) === Mg + Cl2 ↑
电解
2Al2O3 (熔融) === 4Al + 3O2 ↑
冰晶石 电解
2NaCl (熔融) === 2Na + Cl2 ↑
3、热还原法（适合大部分金属）
CuO+H2 === Cu + H2O
高温
Fe2O3+3CO === 2Fe + 3CO2 ↑
据有关资料统计， 每生产一吨原铝锭需要消耗能源 213．2TJ(电能 约占 82％ ) ，而生产一吨再生铝合金锭所需能源消 耗为5．5TJ(燃料约占80％)，仅为原铝锭生产能源 消耗的 2 ． 6 ％，优势比较明显。由于铝可以反复 循环使用，从再生铝废料中再生产铝，其节能效 果更加显著。另外，再生铝生产中二氧化碳的产 生量和排放量与原铝生产相比，大为减少。有资 料统计，再生铝生产可比用水电生产原铝减少二 氧化碳排放量 91% ，比用燃油发电减少二氧化碳 排放量 97 ％以上，比用煤发电减少的二氧化碳排 放量更多，环保效益十分显著。
一、金属矿物的开发和利用 请同学们列举出常见金属的名Na Mg Al Zn Fe Sn Pb (H) Cu Hg Ag Pt Au
金属活动性由强逐渐减弱
你能否给金属的冶炼下一个定义？
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。
2、数学方程式少于未知数的不定方程讨论 例：将由两种卤素组成的化合物XX′2.60g溶于水, 再通 入过量的二氧化硫,使其发生如下反应: XX′+2H2O+SO2=HX+HX′+H2SO4 然后向生成的溶 液中加入过量的硝酸钡溶液,除去生成的沉淀后,将所得 滤液用过量AgNO3溶液处理,生成7.5g沉淀。已知氟化 银可溶于水，试推断该卤素互化物的可能组成。（在整 个过程中不考虑离子与氧化性酸的氧化还原反应）
（3）字母型数据的过量问题的计算。
在化学计算题中，用字母代表数据，由于字母去值 存在不确定性，反应物将过量关系就有差异，反应过 程有时也会不同。因此，解题时需要对字母取值范围 进行讨论。
（4）条件残缺的计算题。
1、问题不明确，对可能结果的讨论 【例1】40g铁粉投入到500g稀HNO3中，若反应完毕 后两物质均无剩余，求此稀HNO3的质量分数及放出 的气体在标准状况下的体积。
高温
小结：
（1）热分解法和电解法适用于金属活动 顺序中氢以后的金属冶炼或精炼。 （2）热还原法适用于金属活动顺序中部 的金属冶炼 （3）电解熔盐或氧化物法选用于钾、钠、 钙、铝等活泼金属的冶炼。
K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb (H) Cu Hg Ag 电解法 热还原法 热分解法 Pt Au 物理提取法
化学计算
常见题型：
溶解度的计算、有机计算、多步反应计算、过 量计算、无数据（或数据缺省型计算）、与化 工有关的计算……
基本解题思想：
守恒法、讨论法、极限法、差量法、 关系式法……
讨论法适合解哪些计算题：
（1）问题不明确，如物质不明确，过量不明确等。
（2）数学方程式少于未知数的不定方程式的问题。
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
思考与交流
• 课本P82页
作业：上网查资料了解中国金属的回收利用情况，并写一份调
查报告（300字左右）
搜索引擎： google（google） yahoo（中文雅虎） sina（新浪网）
相关网站：resource（中国再生金属网）