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1、第四章 化学与可持续发展2021/8/9 星期一1第一第一节 开开发利用金属利用金属矿物和海水物和海水资源源 2021/8/9 星期一2一、金属矿物的开发和利用一、金属矿物的开发和利用请同学们列举出常见金属的名称？请同学们列举出常见金属的名称？越多越好！越多越好！2021/8/9 星期一3金属活动性顺序金属活动性顺序K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb(H)Cu Hg Ag Pt Au金属活动性由强逐渐减弱金属活动性由强逐渐减弱你能否给金属的冶炼下一个定义？你能否给金属的冶炼下一个定义？2021/8/9 星期一4 金属元素种类多，分布广，活动性差金属元素种类多，分布广，活动性差别
2、大，在自然界的存在形式各异，少数不别大，在自然界的存在形式各异，少数不活泼金属以游离态存在（如金和铂等），活泼金属以游离态存在（如金和铂等），多数金属以化合态存在。人们在生活和生多数金属以化合态存在。人们在生活和生产中使用的金属材料多是合金或纯金属，产中使用的金属材料多是合金或纯金属，这就需要把金属从矿石中提炼出来，提炼这就需要把金属从矿石中提炼出来，提炼的过程就是金属的冶炼过程。的过程就是金属的冶炼过程。2021/8/9 星期一5金属冶炼的原理是什么？金属的冶炼的步骤：金属的冶炼的步骤：矿石的富集、冶炼、精炼矿石的富集、冶炼、精炼金属冶炼有哪些方法？你们觉得金属活动顺序与金属冶炼方法有没有联
3、系呢？如果有，有什么规律吗？2021/8/9 星期一6冶炼金属的方法冶炼金属的方法 要根据金属的活动性顺序不同，采取不同的冶炼方法1、热分解法、热分解法（适合一些不活泼金属）（适合一些不活泼金属）2HgO =2Hg+O2 加热加热2Ag2O =4Ag+O2 加热加热2021/8/9 星期一72、电解法（适合一、电解法（适合一些非常活泼金属些非常活泼金属）MgCl2(熔融熔融)=Mg+Cl2 电解电解2Al2O3(熔融熔融)=4Al+3O2 电解电解冰晶石冰晶石2NaCl(熔融熔融)=2Na+Cl2 电解电解2021/8/9 星期一83、热还原法（适合大部分金属）、热还原法（适合大部分金属）Cu
4、O+H2=Cu+H2O高温高温Fe2O3+3CO=2Fe+3CO2 高温高温2021/8/9 星期一9小结：小结：（1）热分解法和电解法适用于金属活动）热分解法和电解法适用于金属活动顺序中氢以后的金属冶炼或精炼。顺序中氢以后的金属冶炼或精炼。（2）热还原法适用于金属活动顺序中部）热还原法适用于金属活动顺序中部的金属冶炼的金属冶炼（3）电解熔盐或氧化物法选用于钾、钠、）电解熔盐或氧化物法选用于钾、钠、钙、铝等活泼金属的冶炼。钙、铝等活泼金属的冶炼。K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb (H)Cu Hg Ag Pt Au 电解法电解法热还原法热还原法热分解法热分解法物理提取法物理提取
5、法2021/8/9 星期一10铝热反应注意观察现象注意观察现象2021/8/9 星期一11反应现象：剧烈反应，发出强光，纸漏斗被烧穿，沙子上落有黑色铁珠。Fe2O3+2Al=2Fe+Al2O3高温高温其其它它铝铝热热反反应应3MnO2+4Al=3Mn+2Al2O3高温高温Cr2O3+2Al=2Cr+Al2O3高温高温3Co3O4+8Al=9Co+4Al2O3高温高温2021/8/9 星期一12铝热反应的应用铝热反应的应用铝热反应的原理可以应用在生产上，如用于焊接钢铝热反应的原理可以应用在生产上，如用于焊接钢轨等。在冶金工业上也常用这一反应原理，使铝与金轨等。在冶金工业上也常用这一反应原理，使铝
6、与金属氧化物反应，冶炼钒、铬、锰等属氧化物反应，冶炼钒、铬、锰等2021/8/9 星期一13阅读课本阅读课本P81页表页表4-1 常见金属的冶炼原理常见金属的冶炼原理2021/8/9 星期一14金属的回收和资源保护金属的回收和资源保护1、回收金属的意义：、回收金属的意义：（1）节约矿物资源；（）节约矿物资源；（2）节约能源；）节约能源；（3）减少环境污染）减少环境污染2021/8/9 星期一15以铝为例，生产一吨原铝至少要消耗四吨铝土以铝为例，生产一吨原铝至少要消耗四吨铝土矿资源。当前全球原铝的年产量约矿资源。当前全球原铝的年产量约2500万吨，年消万吨，年消耗铝土矿超过一亿吨，如果照此发展下
7、去，地球上耗铝土矿超过一亿吨，如果照此发展下去，地球上的铝土矿资源就会越来越少，直至有一天枯竭。如的铝土矿资源就会越来越少，直至有一天枯竭。如果人类消费的铝能够回收利用，只要回收利用量达果人类消费的铝能够回收利用，只要回收利用量达到产量的二分之一，每年就将减少铝土矿消耗量约到产量的二分之一，每年就将减少铝土矿消耗量约5000万吨，这对保护全球铝土矿资源具有极为重要万吨，这对保护全球铝土矿资源具有极为重要的意义。其次，利用废杂原料生产一吨合金铝锭与的意义。其次，利用废杂原料生产一吨合金铝锭与用铝土矿原料生产一吨原铝锭相比，可以节省用铝土矿原料生产一吨原铝锭相比，可以节省95以上的能源消耗。以上的
8、能源消耗。2021/8/9 星期一16据有关资料统计，据有关资料统计，每每生生产产一一吨吨原原铝铝锭锭需需要要消消耗耗能能源源2132TJ(电电能能约约占占82)，而而生生产产一一吨吨再再生生铝铝合合金金锭锭所所需需能能源源消消耗耗为为55TJ(燃燃料料约约占占80)，仅仅为为原原铝铝锭锭生生产产能能源源消消耗耗的的26，优优势势比比较较明明显显。由由于于铝铝可可以以反反复复循循环环使使用用，从从再再生生铝铝废废料料中中再再生生产产铝铝，其其节节能能效效果果更更加加显显著著。另另外外，再再生生铝铝生生产产中中二二氧氧化化碳碳的的产产生生量量和和排排放放量量与与原原铝铝生生产产相相比比，大大为为
9、减减少少。有有资资料料统统计计，再再生生铝铝生生产产可可比比用用水水电电生生产产原原铝铝减减少少二二氧氧化化碳碳排排放放量量91%，比比用用燃燃油油发发电电减减少少二二氧氧化化碳碳排排放放量量97以以上上，比比用用煤煤发发电电减减少少的的二二氧氧化化碳碳排排放放量量更更多多，环环保保效益十分显著。效益十分显著。小资料2021/8/9 星期一172、回收金属的实例、回收金属的实例（1）废旧钢铁用于炼钢；（）废旧钢铁用于炼钢；（2）废铁屑用于制铁盐；）废铁屑用于制铁盐；（3）定影液用于回收银）定影液用于回收银2021/8/9 星期一18思考与交流思考与交流v课本P82页2021/8/9 星期一19相关网站：相关网站：http:/（中国（中国再生金属网）再生金属网）作业：上网查资料了解中国金属的回收利用情况，并写一份调作业：上网查资料了解中国金属的回收利用情况，并写一份调查报告（查报告（300字左右）字左右）搜索引擎：搜索引擎：（google）（中文雅虎）（中文雅虎）（新浪网）（新浪网）2021/8/9 星期一20