第八章化學與可持續(xù)發(fā)展

第一節(jié)

自然資源的開發(fā)利用

第一課時金屬礦物的開發(fā)利用游離態(tài)金、鉑化合態(tài)金礦銀礦隕鐵赤鐵礦Fe2O3一、金屬礦物的開發(fā)利用1.金屬在自然界中的存在形式鋁礦Al2O3輝銅礦(Cu2S)赤鐵礦(Fe2O3)閃鋅礦(立方ZnS)菱鎂礦（MgCO3）孔雀石[Cu2(OH)2CO3]方鉛礦(PbS)絕大多數金屬元素以化合物的形式存在于自然界中金屬元素不同存在形式的原因金屬活動性順序：KCaNaMgAlZnFeSnPb(H)CuHgAgPtAu金屬活潑性逐漸減弱化合態(tài)游離態(tài)一、金屬礦物的開發(fā)利用2.金屬的冶煉(1)定義：將金屬從其化合物中還原出來的過程，工業(yè)上稱之為金屬的冶煉。(2)實質：Mn+M

+ne-得電子，被還原(3)冶煉步驟：礦石的富集精煉冶煉

(4)冶煉方法：[思考]金屬被人類利用的早晚與什么有關？金屬使用的先后順序與金屬冶煉難易有關。金屬活動性順序中，金屬的位置越靠后，越容易被還原，用一般的還原方法就能使金屬還原。金屬的位置越靠前，越難被還原。一、金屬礦物的開發(fā)利用KCaNaMgAlZnFeSnPb(H)CuHgAgPtAu電解法熱還原法熱分解法物理富集法a.物理富集法（PtAu）

④冶煉

方法：《浪淘沙》-劉禹錫日照澄洲江霧開，濤金女伴滿江隈。

美人首飾侯王印，盡是沙中海底來。

b.

熱分解法（HgAg）2HgO===2Hg+O2↑2Ag2O===4Ag+O2↑HgS===Hg+S丹砂（HgS）燒之成水銀。——《抱樸子》一、金屬礦物的開發(fā)利用KCaNaMgAlZnFeSnPb(H)CuHgAgPtAu電解法熱還原法熱分解法物理富集法

④冶煉

方法：一、金屬礦物的開發(fā)利用KCaNaMgAlZnFeSnPb(H)CuHgAgPtAu電解法熱還原法熱分解法物理富集法

④冶煉

方法：古代高爐煉鐵Fe2O3+3CO===2Fe+3CO2

高溫CuO+H2===Cu+H2O高溫c.

熱還原法（Zn-Cu）：常用的還原劑有：CO、H2、C(焦炭)、活潑金屬一些活潑金屬也可做還原劑，將相對不活潑的金屬從其化合物中置換出來。Fe2O3+2Al2Fe+Al2O3高溫鋁熱法：用金屬鋁做還原劑冶煉活潑性不如鋁且“高熔點”的金屬（Fe、V、Cr、Mn等）一、金屬礦物的開發(fā)利用應用：①冶煉熔點較高的金屬，

如鉻、錳、鎢、釩等；②金屬焊接，如焊接鋼軌。Fe2O3+2Al2Fe+Al2O3高溫3MnO2+4Al3Mn+2Al2O3高溫Cr2O3+2Al2Cr+Al2O3高溫3Co3O4+8Al9Co+4Al2O3高溫3V2O5+10Al6V+5Al2O3高溫鋁熱劑（混合物）鋁熱法鋁熱反應反應現象：鎂條劇烈燃燒，放出大量的熱，發(fā)出耀眼白光，紙漏斗內劇烈反應，紙漏斗被燒穿，有熔融物落入沙中。引燃劑：鎂條助燃劑：氯酸鉀Fe2O3+2Al2Fe+Al2O3高溫MgCl2

(熔融)Mg＋Cl2↑電解2NaCl(熔融)2Na＋Cl2↑電解2Al2O3

(熔融)4Al＋3O2↑電解冰晶石【思考】冶煉Mg時電解MgCl2，不能電解MgO？冶煉Al時電解Al2O3不能

電解AlCl3？一、金屬礦物的開發(fā)利用d.

電解法（K-Al）拿破侖大帝喜歡炫耀自己。每次宴會，餐桌上的用具幾乎全是用銀制成的，唯有他自己用的那一個碗卻是鋁制品。為什么貴為法國皇帝用色澤要暗得多的鋁碗呢？冰晶石：降低氧化鋁的熔化溫度e.

其他方法信州鉛山縣有苦泉，流以為澗。其水熬之，則成膽礬，烹膽礬則成銅。熬膽礬鐵釜，久之異化為銅。

—沈括《夢溪筆談》用礦(硫化礦，主要成分為Cu2S)二百五十籮……入大旋風爐，連烹(灼燒)三日三夜，方見成銅。

—明·陸容《菽園雜記》火法煉銅

Cu2S+O2===2Cu+SO2高溫濕法煉銅

Fe＋CuSO4===FeSO4＋Cu一、金屬礦物的開發(fā)利用計算表明，生產1mol鋁消耗的電能至少為1.8×106J，回收鋁制飲料罐得到鋁與從鋁土礦相比，前者的能耗僅為后者的3%-5%。通過對上述數據的分析和比較，并結合圖8-1和圖8-2，你想到了什么？鋁土礦螢石氧化鋁冰晶石鋁錠碳素電極液態(tài)鋁石油焦和瀝青焦電解(1)提高金屬礦物的利用率(2)開發(fā)環(huán)保高效的金屬冶煉方法(4)加強金屬資源的回收和再利用(5)使用其他材料代替金屬材料，

減少金屬的使用量(3)防止金屬的腐蝕合理開發(fā)和利用金屬資源為什么冶煉鎂時