金属资源利用

开发利用金属矿物和海水资源
第1课时
赤铁矿萤石
Fe
2O
3
Cu
2
(OH)
2
CO
3
CaF
2
自然界矿物中的金属元素存在形态
蓝铜矿
黄铁矿FeS
2 辉铜矿Cu
2
S
天然金Au天然铂Pt
1、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
化合态：绝大多数（除金、铂等）化学性质较活泼的金属
人类使用的金属材料中金属的存在状态？
M
n +M
+
ne
-金属的冶炼要使金属离子
得到电子
转化为金属原子
金属冶炼的实质：利用氧化还原反应，使金属
化合物中的金属阳离子得到电子变成金属原子。

2、金属冶炼定义、原理及一般步骤
（1）定义：P88（2）原理：
（3）一般步骤
1、采矿
2、富集
将矿物中的有效成分提取出来，以减少杂质、提高品位。

3、冶炼利用氧化还原原理，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要从金属矿物得到金属单质经过过程。

还原4、精炼采用一定的方法，提纯金属，
用于生产和制造各种材料
3、金属的冶炼方法
（1）不活泼金属——物理方法
Pt、Au
《浪淘沙》
-刘禹锡
日照澄洲江雾开,
涛金女伴满江隈.
美人首饰侯王印,
尽是沙中海底来.
淘金原理
刚果手工金矿开采
马达加斯加街头淘金者
原理:金的质量较沙重,
在淘去粗沙后,用水银滚动吸附金,水银是已知唯一可以粘附金的物质.
（2）不活泼的金属——热分解法
采用加热分解法，又叫做：热分解法
Hg 、Ag
↑
+===2加热
O 2Hg 2HgO ↑
+===2加热
2O 4Ag O 2Ag 你认为热分解反应方程式有什么特点？得到对应的单质
AuCl 4
加热
Au +2Cl 2↑
（3）非常活泼的金属的冶炼使它们由化合物转化为单质难易：K 、Ca 、Na 、Mg 、Al 、
很困难通常冶炼方法：电解法
高温下熔融金属化合物然后进行电解
--最强力的还原手段
电解+
2NaCl(熔融)2Na Cl 2↑
2Al2O3(熔融)电解
4Al+3O2↑
冰晶石
电解氧化铝生产车间
离子交换膜电解槽
电解NaCl溶液与电解熔融NaCl 不同
常温高温
NaOH、H
2、Cl
2
Na、Cl
2
产物：
原因:
水溶液中H+比Na+先电解出来氧化性H+﹥Na+
实验4-1 铝热反应
现象原理镁条剧烈燃烧，发出白光，导致混合物
剧烈反应，发出强光，有红热的熔融物生成。

2Al+Fe2O3===2Fe+Al2O3
高温
镁条为引燃剂氯酸钾为助燃剂铝热剂：铝与氧化铁的混合物
铝热反应
应用
（1）铝热反应的原理可以应用在生产上，如用于焊接钢轨等。

（2）在冶金工业上也常用这一反应原理，冶炼难熔金属钒、铬、锰等。

3MnO 2+4Al === 3Mn+ 2Al 2O 3高温
Cr 2O 3+2Al === 2Cr + Al 2O 3高温
3Co 3O 4+8Al === 9Co + 4Al 2O 3高温（4）其它铝热反应
不活泼的金属
金属的冶炼方法总结：金属活动顺序？
K 、Ca 、Na 、Mg 、Al 、
Zn 、Fe 、Sn 、Pb 、(H)、Cu 、
Hg 、Ag 、Pt 、Au 非常活泼的金属
较活泼的金属电解法热还原法热分解法
物理方法
历史上金属被发现和冶炼利用的顺序古代现代Au、Ag、Cu、Fe、Al、Ti
原因：
越活泼的金属越难冶炼，
熔点越高的金属越难冶炼。

随着社会生产力和科学的发展，
难冶炼的金属才被冶炼出来
水污染
大气污染
水体污染
太湖的蓝藻问题（水华）
金属矿物资源有限
合理利用矿物资源有效使用金属产品、材料
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
金属的回收和环境保护
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
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
非常活泼较活泼不活泼
电解法还原法热分解法
3、合理利用矿物资源，坚持可持续发展战略
练习:
1、无色气体A 与红热的炭反应，得到另一种无色气体B ，B 与灼热的氧化铜反应，又得到A ，则A 、B 分别是______
，______。

2、铝热剂中铝作________。

CO CO 23、根据下表回答，工业生产电解镁应该选择_______
作原料，原因是_______________________________。

还原剂物质
MgCl 2MgO 熔点714℃2852℃MgCl 2MgCl 2的熔点低，电解工艺设备相对简单,成本低。