开发利用金属矿物和海水资源
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“铜器时代”。
铜镜
汉武帝时铜币 开发利用金属矿物和海水资源
先秦刀币
青铜：主要含铜和锡、铅，有良好的强度和塑性、耐磨、 耐腐蚀，主要用于制机器零件如轴承、齿轮等。
黄铜：主要含铜和锌，有良好的强度和塑性、易加工、耐 腐蚀，主要用于制机器零件、仪表和日用品。
白铜：主要含铜和镍，它不容易生铜绿，常用于制造精密 仪器和装饰品。
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
开发利用金属矿物和海水资源
人类最早发现和应用的金属分别是：金、银、铜
资料卡片
铜是人类第一种大量使用的金属，结束了 漫长的“石器时代”。
Cu2(OH)2CO3 ＝ 2CuO + H2O + CO2↑ 孔雀石 C + 2CuO 高==温 CO2 ↑ + 2Cu 在公元前6000年到7000年左右，人 类开始迈进了象征古代文明开端的
（2）电解法 适合一些非常活泼金属（ Zn前金属）
2NaCl (熔融) 电解 2Na＋Cl2 ↑ MgCl2 (熔融) 电解 Mg ＋ Cl2 ↑
2Al2O3
铝土矿
(熔融)
电解 4Al
冰晶石
＋
3O2
↑
冰晶石：六氟合铝酸钠NaAlF6作助熔剂降低氧化铝的熔点
开发利用金属矿物和海水资源
思考？ 为什么制备镁用电解氯化镁的的方法而冶炼铝用电解氧化铝的方法？
反应原理:
2Al2O3
(熔融)
电解 冰晶石
4Al
＋
3O2 ↑
电解槽 开发利用金属矿物和海水资源
我国古代炼铁工业长期领先于世界，我国在西汉初 时已经懂得用木炭与铁矿石混合高温冶炼生铁，领先 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500年后（相当于清朝乾隆末 年），才掌握这一技术。
(1)金属在自然界中的存在形式？
主要是化合态
金、铂等为游离态
(2)金属冶炼指的是什么？
将金属从其化合物中还原出来，使之转变为
单质的过程。
+ n e-
Mn+
M
得电子，被还原
冶炼金属的步骤： 矿石富集→金属冶炼→精炼
思考与交流
法国皇帝拿破仑是一个喜欢炫耀自己的人。他 常常大摆宴席，宴请天下宾客。每次宴会，他总是 摆出一副高人一等的样子。餐桌上的用具几乎全是 用银制成的，唯有他自己用的那一个碗却是铝制品。
MgO 熔点（℃ ） 2852 沸点（ ℃） 3600
Al2O3 2072 2980
MgCl2 712 1418
AlCl3 190 180
解释：氧化镁的熔点很高，而氯化镁熔点较低，所以电解熔融 物进行冶炼时，选用氯化镁而不选用氧化镁，以节约熔化所需 能量。相反的，氧化铝的熔点很高，氯化铝的熔点很低，却采 用电解熔融氧化铝的方法冶炼金属铝的原因是：氧化铝和氧化 镁一样很容易从天然矿物获得，甚至其本身就有天然矿物(铝 土矿、光卤石等)，而氯化铝不存在天然矿物其无水盐很难制 得，而且还需要耗费大量的能量，制备并且电解氯化铝舍近求 远，得不偿失。另外氯化铝是共价化合物，需要将氯化铝溶解 在某溶剂中或者向其熔开发融利物用金中属矿加物入和海某水资种源溶质，增强其导电性。
（3）热还原法（Zn—Cu中等活泼金属）
（常用的还原剂有：焦炭、CO、H2 等）
高温
2CuO + C
2Cu + CO2
Fe2O3＋3CO 高温 2Fe＋3CO2
高炉炼铁 主要反应
高温
WO3 + 3H2
W + 3H2O
（4）其他冶炼方法
Cu2S + O2 高温 2Cu + SO2
火法炼铜
Fe + CuSO4
黄铜矿
赤铁矿
铝矿
锰矿
钨矿
开发利用金属矿物和海水资源
锌矿
因为我们的生活生产需要金属，所以必须要开 发利用金属资源
但金属资源是不可再生资源，不是取之不尽的
那如何解决
利用化学知识，在科学开发利用金属矿 物的基础上，使金属矿物资源得到可持 续发展
开发利用金属矿物和海水资源
一、金属矿物的开发利用
1、金属的冶炼
为什么贵为法国皇帝，在当时却不用高贵而亮 丽的银碗，而用色泽要暗得多的铝碗呢？
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。
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）中 冶炼铝的技术，使得制铝 成本大大下降，使铝走入 千家万户。
2、金属冶炼方法的确定—由金属活泼性决定
K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb（H）Cu Hg Ag Pt Au
弱
电解法
热还原法
强
热分解法 物理提炼法
3、金属冶炼的方法举例
（1）热分解法 适合一些不活泼金属（一般是H后的金属）
2HgO 加热 2Hg ＋ O2 ↑ 2Ag2O 加热 4Ag＋O2 ↑
开发利用金属矿物和海水资源
这是英法联军 洗劫焚毁世界建筑 史上最杰出的园 林—圆明园后，被 劫掠到国外的珍贵 文物——铜虎头， 2000年在香港被 拍卖。由中国派员 出高价将其赎回。
请同学们勿忘我们的国耻：
中国还有上百开发利万用金属件矿物珍和海水贵资源文物流失海外。
人类最早是在由天而降的陨石中获得单质 铁的，陨石中含铁量高达90%以上。
Cu + FeSO4 湿法炼铜
常用的还原剂还有哪些?
实验4-1 反应现象：镁条剧烈燃烧，放出大量的热，发出耀眼的白光，纸
漏斗的下部被烧穿，有熔融物落入漏斗。
2A铝l热＋反F应e2的O应3 用高：温 2Fe＋Al2O3
铝热反应：铝在一定条件下跟某些金属氧化物发生氧化还原反应，同时放出大量的热，
古代中国劳动人民用 木炭炼铁
主 铁矿石 要 焦炭
原 空气 料：石灰石
反应原理:
Fe2O3＋3CO 高温 2Fe＋3CO2
工业上 如何冶炼铝和铁?为什么铁和铝的
冶炼方法不同？
2Al2O3 (熔融)
电解 冰晶石
4Al
＋
3O2
↑
电解法
Fe2O3＋3CO 高温 2Fe＋3CO2 金属越活泼，越难冶炼
还原法
古代阿拉伯人曾传说“天上的金雨落进沙漠里 变成了黑色的铁”。
新 疆 陨 铁
南
极
洲
陨
源自文库
济南陨铁
开发利用金属矿物和海水资源
铁
常见的金属矿物资源
大多数金属以 化合态存在
白云石 CaMg[CO3]2
黄铜矿 CuFeS2
辰砂 HgS
如果需要金
属单质，那
怎么办？
——冶炼金属
开发利用金属菱矿镁物矿和海水资源 MgCO3
铜镜
汉武帝时铜币 开发利用金属矿物和海水资源
先秦刀币
青铜：主要含铜和锡、铅，有良好的强度和塑性、耐磨、 耐腐蚀，主要用于制机器零件如轴承、齿轮等。
黄铜：主要含铜和锌，有良好的强度和塑性、易加工、耐 腐蚀，主要用于制机器零件、仪表和日用品。
白铜：主要含铜和镍，它不容易生铜绿，常用于制造精密 仪器和装饰品。
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
开发利用金属矿物和海水资源
人类最早发现和应用的金属分别是：金、银、铜
资料卡片
铜是人类第一种大量使用的金属，结束了 漫长的“石器时代”。
Cu2(OH)2CO3 ＝ 2CuO + H2O + CO2↑ 孔雀石 C + 2CuO 高==温 CO2 ↑ + 2Cu 在公元前6000年到7000年左右，人 类开始迈进了象征古代文明开端的
（2）电解法 适合一些非常活泼金属（ Zn前金属）
2NaCl (熔融) 电解 2Na＋Cl2 ↑ MgCl2 (熔融) 电解 Mg ＋ Cl2 ↑
2Al2O3
铝土矿
(熔融)
电解 4Al
冰晶石
＋
3O2
↑
冰晶石：六氟合铝酸钠NaAlF6作助熔剂降低氧化铝的熔点
开发利用金属矿物和海水资源
思考？ 为什么制备镁用电解氯化镁的的方法而冶炼铝用电解氧化铝的方法？
反应原理:
2Al2O3
(熔融)
电解 冰晶石
4Al
＋
3O2 ↑
电解槽 开发利用金属矿物和海水资源
我国古代炼铁工业长期领先于世界，我国在西汉初 时已经懂得用木炭与铁矿石混合高温冶炼生铁，领先 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500年后（相当于清朝乾隆末 年），才掌握这一技术。
(1)金属在自然界中的存在形式？
主要是化合态
金、铂等为游离态
(2)金属冶炼指的是什么？
将金属从其化合物中还原出来，使之转变为
单质的过程。
+ n e-
Mn+
M
得电子，被还原
冶炼金属的步骤： 矿石富集→金属冶炼→精炼
思考与交流
法国皇帝拿破仑是一个喜欢炫耀自己的人。他 常常大摆宴席，宴请天下宾客。每次宴会，他总是 摆出一副高人一等的样子。餐桌上的用具几乎全是 用银制成的，唯有他自己用的那一个碗却是铝制品。
MgO 熔点（℃ ） 2852 沸点（ ℃） 3600
Al2O3 2072 2980
MgCl2 712 1418
AlCl3 190 180
解释：氧化镁的熔点很高，而氯化镁熔点较低，所以电解熔融 物进行冶炼时，选用氯化镁而不选用氧化镁，以节约熔化所需 能量。相反的，氧化铝的熔点很高，氯化铝的熔点很低，却采 用电解熔融氧化铝的方法冶炼金属铝的原因是：氧化铝和氧化 镁一样很容易从天然矿物获得，甚至其本身就有天然矿物(铝 土矿、光卤石等)，而氯化铝不存在天然矿物其无水盐很难制 得，而且还需要耗费大量的能量，制备并且电解氯化铝舍近求 远，得不偿失。另外氯化铝是共价化合物，需要将氯化铝溶解 在某溶剂中或者向其熔开发融利物用金中属矿加物入和海某水资种源溶质，增强其导电性。
（3）热还原法（Zn—Cu中等活泼金属）
（常用的还原剂有：焦炭、CO、H2 等）
高温
2CuO + C
2Cu + CO2
Fe2O3＋3CO 高温 2Fe＋3CO2
高炉炼铁 主要反应
高温
WO3 + 3H2
W + 3H2O
（4）其他冶炼方法
Cu2S + O2 高温 2Cu + SO2
火法炼铜
Fe + CuSO4
黄铜矿
赤铁矿
铝矿
锰矿
钨矿
开发利用金属矿物和海水资源
锌矿
因为我们的生活生产需要金属，所以必须要开 发利用金属资源
但金属资源是不可再生资源，不是取之不尽的
那如何解决
利用化学知识，在科学开发利用金属矿 物的基础上，使金属矿物资源得到可持 续发展
开发利用金属矿物和海水资源
一、金属矿物的开发利用
1、金属的冶炼
为什么贵为法国皇帝，在当时却不用高贵而亮 丽的银碗，而用色泽要暗得多的铝碗呢？
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。
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）中 冶炼铝的技术，使得制铝 成本大大下降，使铝走入 千家万户。
2、金属冶炼方法的确定—由金属活泼性决定
K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb（H）Cu Hg Ag Pt Au
弱
电解法
热还原法
强
热分解法 物理提炼法
3、金属冶炼的方法举例
（1）热分解法 适合一些不活泼金属（一般是H后的金属）
2HgO 加热 2Hg ＋ O2 ↑ 2Ag2O 加热 4Ag＋O2 ↑
开发利用金属矿物和海水资源
这是英法联军 洗劫焚毁世界建筑 史上最杰出的园 林—圆明园后，被 劫掠到国外的珍贵 文物——铜虎头， 2000年在香港被 拍卖。由中国派员 出高价将其赎回。
请同学们勿忘我们的国耻：
中国还有上百开发利万用金属件矿物珍和海水贵资源文物流失海外。
人类最早是在由天而降的陨石中获得单质 铁的，陨石中含铁量高达90%以上。
Cu + FeSO4 湿法炼铜
常用的还原剂还有哪些?
实验4-1 反应现象：镁条剧烈燃烧，放出大量的热，发出耀眼的白光，纸
漏斗的下部被烧穿，有熔融物落入漏斗。
2A铝l热＋反F应e2的O应3 用高：温 2Fe＋Al2O3
铝热反应：铝在一定条件下跟某些金属氧化物发生氧化还原反应，同时放出大量的热，
古代中国劳动人民用 木炭炼铁
主 铁矿石 要 焦炭
原 空气 料：石灰石
反应原理:
Fe2O3＋3CO 高温 2Fe＋3CO2
工业上 如何冶炼铝和铁?为什么铁和铝的
冶炼方法不同？
2Al2O3 (熔融)
电解 冰晶石
4Al
＋
3O2
↑
电解法
Fe2O3＋3CO 高温 2Fe＋3CO2 金属越活泼，越难冶炼
还原法
古代阿拉伯人曾传说“天上的金雨落进沙漠里 变成了黑色的铁”。
新 疆 陨 铁
南
极
洲
陨
源自文库
济南陨铁
开发利用金属矿物和海水资源
铁
常见的金属矿物资源
大多数金属以 化合态存在
白云石 CaMg[CO3]2
黄铜矿 CuFeS2
辰砂 HgS
如果需要金
属单质，那
怎么办？
——冶炼金属
开发利用金属菱矿镁物矿和海水资源 MgCO3