1、第一節(jié) 開發(fā)利用金屬礦物和海水資源,第一課時,金,銀,人類最早發(fā)現(xiàn)和應用的金屬分別是：,銅,教學目標,1、了解金屬冶煉的實質、方法 2、通過比較不同金屬的冶煉，理解不同 活動性的金屬冶煉方法不同的原因 3、了解金屬的回收利用與資源的保護,自然資源與可持續(xù)發(fā)展 廣義地講，所謂自然資源，是指在一定時間、地點的條件下能夠產生經濟價值的，以提高人類當前和將來福利的自然環(huán)境因素和條件的總稱?？沙掷m(xù)發(fā)展的目標是滿足人類需要，強調人類的行為要受到自然界的制約、強調代際之間、人類和其它生物種群之間、不同國家和不同地區(qū)之間的公平。它包括經濟的可持續(xù)發(fā)展，社會的可持續(xù)發(fā)展、資源可持續(xù)發(fā)展、環(huán)境可持續(xù)發(fā)展和全球可持

2、續(xù)發(fā)展。,思考： 1、金屬冶煉指什么？ 2、為什么不同金屬的冶煉方法不同？ 3、金屬活動順序與金屬冶煉有什么關系？,閱讀教材,一、金屬礦物的開發(fā)和利用,請同學們列舉出常見金屬的名稱？ 這些金屬以何種形式存在于自然界中？,金屬元素種類多，分布廣，活動性差 別大，在自然界的存在形式各異，少數(shù)不 活潑金屬以游離態(tài)存在（如金和鉑等）， 多數(shù)金屬以化合態(tài)存在。人們在生活和生 產中使用的金屬材料多是合金或純金屬， 這就需要把金屬從礦石中提煉出來，提煉 的過程就是金屬的冶煉過程。,金屬冶煉是把金屬礦石中的金屬離子還原成單質的過程，經過三個步驟。 冶煉的步驟： 第一步：礦石的富集： 除去雜質，提高礦石中有用成

3、分含量。 第二步：冶煉： 利用氧化還原反應，在一定條件下，把金屬離子還原成單質。 第三步：精煉：采用一定方法，提煉純金屬。,大多數(shù)金屬礦石里含有雜質，如石英、石灰石等，因此在冶煉金屬時首先需要富集礦石。,在富集好的礦石中利用不同方法將金屬還原出來，最后進行提純。,金屬活動性順序,K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb (H) Cu Hg Ag Pt Au,金屬活動性逐漸減弱,金屬離子的得電子能力逐漸增強,(一)、金屬冶煉的方法,1、熱分解法,2、電解法,3、熱還原法,1、熱分解法:適用于金屬活動性順序表中氫以后的金屬冶煉。,2、電解法:適用于鉀、鈉、鈣、鋁等非?；顫娊饘俚囊睙?。,3

4、、熱還原法:適用于金屬活動性順序表中部的金屬冶煉,原理：在高溫下發(fā)生氧化還原反應， 常用的還原劑有焦炭、一氧化 碳、氫氣等。以及一些活潑金 屬也可做還原劑。,實驗探究,鋁熱反應：1、步驟 2、實驗現(xiàn)象 3、實驗原理,鋁熱反應,反應現(xiàn)象：,鎂條劇烈燃燒，放出一定的熱量，使氧化鐵粉末和鋁粉在較高溫度下發(fā)生劇烈的反應。反應放出大量的熱，并發(fā)出耀眼的光芒。紙漏斗的下部被燒穿，有熔融物落入沙中。待熔融物冷卻后，除去外層熔渣，仔細觀察，可以發(fā)現(xiàn)落下的是鐵珠,鋁熱反應的應用,鋁熱反應的原理可以應用在生產上，如用于焊接鋼軌等。在冶金工業(yè)上也常用這一反應原理，使鋁與金屬氧化物反應，冶煉釩、鉻、錳等,3MnO2+

5、4Al = 3Mn+ 2Al2O3,高溫,Cr2O3+2Al = 2Cr + Al2O3,高溫,3Co3O4+8Al = 9Co + 4Al2O3,高溫,2、鋁熱反應,焊接鋼軌,冶煉高熔點的金屬,利用熱還原法冶煉的金屬還有:,1、不同的金屬，冶煉方法不同,n +,M,得電子,M,（被還原）,因為金屬離子的得電子能力不同，所以冶煉方法不同。,2、金屬活動 性順序金屬的冶煉,K、Ca、Na、Mg、Al,Zn、Fe、Sn、Pb（H）、Cu,Hg、Ag、,強弱,弱強,電解法,熱還原法,熱分解法,以鋁為例，生產一噸原鋁至少要消耗四噸鋁土礦資源。當前全球原鋁的年產量約2500萬噸，年消耗鋁土礦超過一億噸，

6、如果照此發(fā)展下去，地球上的鋁土礦資源就會越來越少，直至有一天枯竭。如果人類消費的鋁能夠回收利用，只要回收利用量達到產量的二分之一，每年就將減少鋁土礦消耗量約5000萬噸，這對保護全球鋁土礦資源具有極為重要的意義。其次，利用廢雜原料生產一噸合金鋁錠與用鋁土礦原料生產一噸原鋁錠相比，可以節(jié)省95以上的能源消耗。,你知道嗎？,據(jù)有關資料統(tǒng)計， 每生產一噸原鋁錠需要消耗能源2132TJ(電能約占82)，而生產一噸再生鋁合金錠所需能源消耗為55TJ(燃料約占80)，僅為原鋁錠生產能源消耗的26，優(yōu)勢比較明顯。由于鋁可以反復循環(huán)使用，從再生鋁廢料中再生產鋁，其節(jié)能效果更加顯著。另外，再生鋁生產中二氧化碳的產生量和排放量與原鋁生產相比，大為減少。有資料統(tǒng)計，再生鋁生產可比用水電生產原鋁減少二氧化碳排放量91%，比用燃油發(fā)電減少二氧化碳排放量