《开发利用金属矿物》

黄铜矿
赤铁矿
铝矿
锰矿
钨矿
锌矿
人们在生活和生产中使用的金属材料多是合 金或纯金属，这就需要把金属从其化合物中 还原出来，用于生产和制造各种金属材料， 这个过程就是金属的冶炼。
2、金属的冶炼
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电子变成金 属。
Mn+ 得电子 M（被还原）
分析:
矿石中的金属是: 化合态(除金铂）
+
nM
得电子, 被还原
0
M
K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb(H)Cu Hg Ag Pt
Au 金属失电子能力逐渐减弱
对应阳离子得电子能力逐渐增强
金属活动性不同，所用的还原方法一样吗？
3、金属冶炼的方法
①热分解法:适用于金属活动性顺序表中铜以 后的金属冶炼。 Hg Ag ②电解法:适用于钾、钠、钙、铝等活泼金属 的冶炼。 K Ca Na Mg Al ③热还原法:适用于金属活动性顺序表中部的 金属冶炼 Zn Fe Sn Pb (H) Cu K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb(H)Cu Hg Ag
并①写Na出有电关解反法应的②化Z学n 方程加式热还原法 ③Hg 加热分解法④Au 物理提取法
请思考
比较制取金属单质和非金属单质的反应 原理，它们有哪些相同点和不同点？
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19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 艺不断改进， 现在人们已经熟练掌握了从铝土矿（主要成 分是Al2O3，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，铝的价格也一 降千丈，走入千家万户。
常见的铝热反应
Fe2O3 + 2Al =高=温= 2Fe + Al2O3 3MnO2 + 4Al =高=温= 3Mn + 2Al2O3 Cr2O3 + 2Al =高=温= 2Cr + Al2O3 3V2O5 + 10Al 高==温= 6V + 5Al2O3
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、锰等等 高熔点金属
合理开发和利用矿物资源，主要途径有： 1、提高金属矿物的利用率 2、减少金属的使用量 3、加强金属资源的回收和再利用 4、使用其他材料代替金属材料
……………
1、不同的金属，冶炼方法不同
+n
M
得电子
M （被还原）
因为金属离子的得电子能力不同，所以冶炼方法不同。
2、金属活动 性顺序金属的冶炼
金属活动 K、Ca、Na、 Zn、Fe、Sn、 Hg、Ag、
顺序
Mg、Al
Pb（H）、Cu
金属失电 子能力
强————————————→弱
金属离子 的得电子
弱————————————→强
主要冶炼 电解法
方法
热还原法 热分解法
1、下列各种冶炼方法中，可以制得
相应金属的是（ C）
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
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，
冶炼方法的选择原则:
简单，实用，节省的原则
1.热分解法
有些不活泼金属仅用热分解法就能制得。 在金属活动性顺序表中，位于铜后面的某些金
属的氧化物受热能分解。
▲
2HgO
==
▲
2Hg
+
O2↑
2Ag2O == 4Ag + O2↑
2．电解法
在金属活动性顺序中，钾、钠、钙、镁、铝等 几种金属的还原性很强，这些金属都很容易失去 电子，而它们的阳离子很难得到电子，因此不能 用一般的方法和还原剂使其从化合物中还原出来， 而只能用电解其熔融盐或氧化物的方法来冶炼。
第四章 化学与自然资源的开发与利用
第一节 开发利用金属矿物和海水资源
一、金属矿物的开发和利用
1、请思考
（1）请同学们列举出常见金属的 名称？越多越好！它们的活动顺序 如何？
（2）、金属元素在自然界中的存 在形式？化合价如何？
除了金、铂等极少数金属外，绝大多数金属以 化合物的形式存在于自然界。在化合物中金属 均为正化合价。
热还原法
（氧化物）
实验4－1 铝热反应
1、镁条的作ຫໍສະໝຸດ Baidu是什么？ 2、氯酸钾的作用是什么？
反应现象：镁条剧烈燃烧，火 星四射，放出大量的热，发出 耀眼的白光，纸漏斗内剧烈反 应，纸漏斗被烧穿，有熔融物 落入沙中。
铝热剂
Fe2O3+ 2A高l =温== 2Fe + Al O
引燃剂
结论：铝是常用的还原剂，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。
2Al2O3(熔融)=冰电=晶=解石== 4Al + 3O2↑ 2NaCl(熔融) ==电=解= 2Na + Cl2↑ MgCl2(熔融) =电=解== Mg + Cl2↑
3.热还原法 多数金属的冶炼过程属于热还原法。
常用的还原剂有焦炭、一氧化碳、氢气和活泼金属
Fe2O3 + 3CO高=温== 2Fe + 3C2COu2O+ C =加=热= 2Cu +
CO2 Fe2O3 + 2 Al高=温== 2Fe + Al2O3
同种金属可以有不同的冶炼方法: 如 Cu 既可用 还原法, 也可用电解法, 根据其不同用途选择不同 的冶炼方法。
活泼
中等活 不活泼
K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb（H）Cu Hg Ag
电解法
（氧化物、氯化物）
（C、CO、H2、Al等）