資源簡介

(共18張PPT)
第八章 化學可持續發展
第一節 自然資源的開發利用
第一課時 金屬礦物的開發與利用
金屬礦物的開發與利用
能從化學角度分析從自然資源到產品的轉化途徑，認識化學方法在實現物質轉化中的額作用和貢獻
認識資源綜合利用的重要意義
教學目標
通過金屬冶煉原理的學習和冶煉方法的歸納，理解氧化還原在金屬礦物開發利用中的應用，構建金屬冶煉思維模型
通過金屬的冶煉，認識合理開發和利用金屬資源的重要性和必要性
金屬礦物的開發與利用
如果時光可以倒流，你最想做的事是什么？
我選擇背上行囊，裝滿鋁，回到拿破侖時代換回許多金子。
金屬礦物的開發與利用
Na Mg Al Zn Fe Sn Pb Cu Hg Ag Pt Au
約200年前
約3000年前鐵器時代
約5000年前青銅時代
約10000年前
通過金屬的使用時間你能得出什么結論？
金屬礦物的開發與利用
金屬元素在自然界中的存在形態
錳礦
天然Pt
黃銅礦
鋁礦
赤鐵礦
黃鐵礦
鋅礦
天然Au
金屬礦物的開發與利用
金屬的冶煉
Mn+ M
得電子
實質：
金屬被利用的早晚取決于金屬離子得電子的能力
金屬礦物的開發與利用
唐代詩人劉禹錫在《浪淘沙九首》（之六）中有云；
“日照澄洲江霧開，淘金女伴滿江隈，
美人首飾侯王印，盡是沙中浪底來。
富集法：很不活潑的金屬 如 Pt Au
物理提取法
金屬礦物的開發與利用
古代煉丹術士葛洪所著丹《抱樸子》中記載砂燒之成水銀，積變又還成丹砂。
試著用化學用語表達
2HgO 2Hg + O2↑
2Ag2O 4Ag + O2↑
不活潑的金屬 如 Hg Ag
HgS 2Hg + S↑
熱分解法
氧化還原反應
金屬礦物的開發與利用
煉礦曰扯銅，其法礦千斤( 氧化礦，灼燒得CuO) 用炭七八百斤不等，爐如夾墻，底作圓窠 …… 而銅沉于低，有流碣，即銅成之候矣———清·張泓《滇南新語》。
活潑的金屬如 Zn Fe Sn Pb Cu
熱還原法
2CuO + C = 2Cu + CO2↑
高溫
Fe2O3+3CO === 2Fe + 3CO2
高溫
CuO+H2 === Cu + H2O
高溫
氧化還原反應
金屬礦物的開發與利用
熱還原法
：鋁熱反應
Fe2O3+2Al === Al2O3+2Fe
高溫
氧化還原反應
金屬礦物的開發與利用
很活潑的金屬 如 K Ca Na Mg Al
電解法
拿破侖三世為什么給客人準備了金質餐具，自己卻用鋁制餐具？
MgCl2 (熔融) === Mg + Cl2 ↑
電解
2NaCl (熔融) === 2Na + Cl2 ↑
電解
2Al2O3 (熔融) === 4Al + 3O2 ↑
電解
冰晶石
氧化還原反應
金屬礦物的開發與利用
思考
1.能否選用熔融態氧化鎂來制備鎂單質？
2.能否選用熔融態氯化鋁來制備鋁單質？
3.冰晶石的作用是什么？
金屬礦物的開發與利用
信州鉛山縣有苦泉，流以為澗。挹其水熬之，則成膽礬，烹膽礬則成銅。熬膽礬鐵釜，久之亦化為銅。 ——沈括《夢溪筆談》
用礦(Cu2S) 二百五十籮…… 入大旋風爐，連烹三日三夜，方見成銅———明·陸容《菽園雜記》。
用化學語言描述下列古文
Fe + CuSO4 ===FeSO4+ Cu
濕法煉銅
Cu2S + O2===2Cu + SO2
高溫
火法煉銅
金屬礦物的開發與利用
富集法
金屬礦物的開發與利用
模型構建：冶煉金屬
選礦
預處理
粉碎
冶煉
精煉
應用
儲量、品位
結合冶煉金屬的模型預測分析冶煉金屬鐵的基本過程
已知：常見的鐵礦石有赤鐵礦( Fe2O3) 、磁鐵礦( Fe3O4) 、菱鐵礦( FeCO3) 、黃鐵礦( FeS2)
金屬礦物的開發與利用
粉碎
赤鐵礦(Fe2O3)
磁鐵礦( Fe3O4)
菱鐵礦( FeCO3)
熱還原法
H2、C、CO
你如果作為煉鐵廠廠長，在冶煉金屬時還需要考慮什么？
選礦
預處理
冶煉
精煉
應用
金屬礦物的開發與利用
冶煉金屬的原料
金屬礦物的開發利用
冶煉金屬的方法
金屬資源利用的可持續發展
金屬在自然界的存在形態
冶煉原理與方法
很不活潑的金屬
不活潑的金屬
活潑的金屬
很活潑的金屬
物理提取法
熱分解法
熱還原法
電解法
氧化還原反應
氧化還原反應
氧化還原反應
鋁熱反應
生產實際
主要途徑
感謝您的聆聽
THANK YOU FOR YOUR PATIENCE

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