开发利用金属矿物
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开发利用金属矿物和海水资源
含80多种元素，含O、H及Cl、 Na、S、C、F、B、Br、Sr 共13种元素的质量占总水量 的99%，其余1%为70多种含 量微少的元素。被称为“元 素的故乡”。
海水中的化学资源
海水中铀多达45亿 吨是已知陆地铀矿 储量的4500倍。氘 有50亿吨足够人类 用上千万年
海洋中的矿产资源
一、海水水资源的利用：
粗盐提取NaCl方案
粗盐中的杂质：泥沙、Ca2+、Mg2+、SO42除杂试剂： ①Na2CO3 ②NaOH ③BaCl2 ④盐酸 试剂加入顺序：②③①或③②①或③①② 主要操作： 溶解、过滤、蒸发
海水淡水粗盐 Nhomakorabea盐水
操作Ⅰ
（ 溶解）
BaCl2 NaOH Na2CO3
过滤
滤液 沉淀
适量 盐酸
蒸发 结晶
2、科学探究： 如何将海水中的Br-转变成Br2？ 1、推测海水提溴的步骤和实验装置；
新 疆 陨 铁
南
极
洲
陨
济南陨铁
铁
一、金属矿物的开发利用
1、金属的冶炼
(1)金属在自然界中的存在形式？
主要是化合态
金、铂等为游离态
(2)金属冶炼指的是什么？
将金属从其化合物中还原出来，使之转变为
单质的过程。
+ n e-
Mn+
M
得电子，被还原
冶炼金属的步骤： 矿石富集→金属冶炼→精炼
思考与交流
法国皇帝拿破仑是一个喜欢炫耀自己的人。他 常常大摆宴席，宴请天下宾客。每次宴会，他总是 摆出一副高人一等的样子。餐桌上的用具几乎全是 用银制成的，唯有他自己用的那一个碗却是铝制品。
为什么贵为法国皇帝，在当时却不用高贵而亮 丽的银碗，而用色泽要暗得多的铝碗呢？
第一节 第1课时 金属矿物的开发利用
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科海泛舟
3.金属活动性顺序与金属冶炼方法的关系
金属的活动 性顺序 金属原子 失电子能力 金属离子 得电子能力 主要冶 炼方法 电解法 热还原法 K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb (H) Cu 强→弱 Hg Ag Pt Au
弱→强
热分解法
物理方法
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【针对训练 2】 如图为铝热反应的实验装置, 请回答下列问题: ( 纸漏斗中铺在氧化铁和铝粉的混合物上面 1) 的物质是 。 ( 引发铝热反应的操作为 2) 。 ( 若将氧化铁换成氧化镁, 3) 该反应能否发生? ( 填“能”或“不能”)理由 , 是 。 ( 铝热反应的用途有哪些? 4) 。 解析: (1)铺在 Fe2O3 和 Al 粉混合物上面的物质是 KClO3, 作用是引发铝热反应。
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资源开发
勿忘环保
中国政府网 2011 年 1 月 19 日报道, 为加强我国稀土、铁矿资源的 保护和合理利用, 根据《矿产资源法》等法律法规, 国土资源部近日决定 在我国离子型稀土资源集中分布的江西省赣州市划定首批稀土矿产国 家规划区, 在钒钛磁铁矿资源集中分布的四川省攀西地区划定首批铁矿 国家规划矿区。其中, 攀枝花钒钛磁铁矿国家规划矿区面积约为 200.76 平方公里, 白马钒钛磁铁矿国家规划矿区面积约为 266.18 平方公里。 作为我国第二大铁矿矿区的攀西地区, 蕴藏着丰富的钒钛磁铁矿资 源。据 2009 年底的统计数据显示, 攀西地区已探明的铁矿石储量矿近 99 亿吨, 钒钛磁铁矿储量近 70 亿吨。
2024年高中化学第四章化学与自然资源的开发利用4.1开发利用金属矿物教案新人教版必修2
教学资源
1.软硬件资源：多媒体投影仪、计算机、实验桌、实验仪器（烧杯、试管、滴定管等）、金属矿物样本、实验试剂等。
2.课程平台：学校教学管理系统、化学教学资源共享平台等。
3.信息化资源：金属矿物开发利用相关的视频资料、学术论文、新闻报道等。
4.教学手段：讲授法、实验演示法、小组讨论法、案例分析法、问题驱动法等。
2024年高中化学第四章化学与自然资源的开发利用4.1开发利用金属矿物教案新人教版必修2
授课内容
授课时数
授课班级
授课人数
授课地点
授课时间
教材分析
2024年高中化学第四章是人教版高中化学必修2第四章第一节的内容，主要介绍了金属矿物的开发利用。本节课的内容与日常生活和工业生产密切相关，旨在让学生了解金属矿物的性质、开发利用的方法和过程，以及与之相关的环境保护问题。通过本节课的学习，学生能够掌握金属矿物的性质，了解金属的提取和加工过程，提高学生的科学素养，激发学生对化学学科的兴趣。
-开展小组讨论或研究项目，让学生深入研究金属矿物资源的开采、加工和环保问题，并提出自己的解决方案。
-学生可以关注相关的学术期刊或行业动态，了解金属矿物开发利用的最新进展和技术创新。
板书设计
板书设计是课堂教学的重要组成部分，它能够帮助学生更好地理解和记忆教学内容。以下是一份针对本节课内容的设计示例：
```
4.题目：铝是一种轻质金属，请简述铝的提取过程。
答案：铝的提取过程通常包括：将铝矿石（如铝土矿）与碱混合，进行碱熔（铝酸钠的形成）；然后将铝酸钠溶液与盐酸反应，生成铝酸盐沉淀和氢氧化钠溶液；最后将铝酸盐沉淀与盐酸反应，得到铝酸溶液，进一步处理得到纯铝。
5.题目：金是一种贵重金属，请简述金的提取过程。
1.软硬件资源：多媒体投影仪、计算机、实验桌、实验仪器（烧杯、试管、滴定管等）、金属矿物样本、实验试剂等。
2.课程平台：学校教学管理系统、化学教学资源共享平台等。
3.信息化资源：金属矿物开发利用相关的视频资料、学术论文、新闻报道等。
4.教学手段：讲授法、实验演示法、小组讨论法、案例分析法、问题驱动法等。
2024年高中化学第四章化学与自然资源的开发利用4.1开发利用金属矿物教案新人教版必修2
授课内容
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教材分析
2024年高中化学第四章是人教版高中化学必修2第四章第一节的内容，主要介绍了金属矿物的开发利用。本节课的内容与日常生活和工业生产密切相关，旨在让学生了解金属矿物的性质、开发利用的方法和过程，以及与之相关的环境保护问题。通过本节课的学习，学生能够掌握金属矿物的性质，了解金属的提取和加工过程，提高学生的科学素养，激发学生对化学学科的兴趣。
-开展小组讨论或研究项目，让学生深入研究金属矿物资源的开采、加工和环保问题，并提出自己的解决方案。
-学生可以关注相关的学术期刊或行业动态，了解金属矿物开发利用的最新进展和技术创新。
板书设计
板书设计是课堂教学的重要组成部分，它能够帮助学生更好地理解和记忆教学内容。以下是一份针对本节课内容的设计示例：
```
4.题目：铝是一种轻质金属，请简述铝的提取过程。
答案：铝的提取过程通常包括：将铝矿石（如铝土矿）与碱混合，进行碱熔（铝酸钠的形成）；然后将铝酸钠溶液与盐酸反应，生成铝酸盐沉淀和氢氧化钠溶液；最后将铝酸盐沉淀与盐酸反应，得到铝酸溶液，进一步处理得到纯铝。
5.题目：金是一种贵重金属，请简述金的提取过程。
开发利用金属矿物资源
开发利用金属矿物资源概述金属矿物资源是人类社会发展所必需的重要资源之一。
其开发利用对于促进经济发展、提高生活水平具有重要意义。
本文将介绍金属矿物资源的种类和分布、开发利用的重要性以及相关技术和环境保护措施。
金属矿物资源的种类和分布金属矿物资源主要包括有色金属矿、黑色金属矿和稀有金属矿等。
有色金属矿主要包括铜矿、铅锌矿、铝矿等；黑色金属矿主要包括铁矿、锰矿等；稀有金属矿主要包括钨矿、锡矿等。
不同类型的金属矿物资源在全球范围内分布不均衡。
例如，铁矿主要分布在澳大利亚、巴西和中国等地；铜矿主要分布在智利、秘鲁和中国等地。
因此，针对不同类型的金属矿物资源，开发利用的重点地区也会有所不同。
开发利用金属矿物资源的重要性开发利用金属矿物资源具有重要的经济和社会意义。
首先，金属矿物资源是工业生产的重要原材料，广泛应用于建筑、交通、能源等各个领域。
其供应充足与否直接关系到国家经济的发展和社会稳定。
其次，金属矿物资源也是提高人民生活水平的重要保障。
人们使用的各种生活用品、电子产品等都需要借助金属矿物资源。
因此，金属矿物资源的供应充足与否，直接关系到人们的生活品质。
最后，开发利用金属矿物资源也是推动科学技术进步的重要手段。
在金属矿物资源的开发利用过程中，涌现了许多革命性的技术和工艺，推动了相关行业的发展和创新。
开发利用金属矿物资源的技术和措施为了高效地开发利用金属矿物资源，需要借助先进的技术和实施相关的措施。
以下是一些常用的技术和措施：1.勘探技术：通过地质勘探技术，确定金属矿床的存在和分布，为后续的开发作业提供重要参考。
2.采矿技术：不同类型的矿石需要采用不同的采矿技术。
例如，露天开采适用于低成本和大规模的铁矿等；地下开采适用于高品位和小规模的金属矿石。
3.选矿技术：通过选矿技术，将原始矿石中的金属矿物与杂质分离，提高金属的品位和产量。
常用的选矿技术包括浮选、重选、磁选等。
4.冶炼技术：冶炼技术是将经过选矿处理的矿石转化为金属产品的关键环节。
4.1.1金属矿物的开发利用
3.步骤：矿石的富集→冶炼→精炼
4.方法
①热分解法：适用于Hg及其后面的某些不 活泼金属。
②热还原法：适用于Zn~Cu之间的金属，
常用还原剂为焦炭、CO、H2、较活泼金属
等。 ③热电解法：适用于非常活泼的金属，电
解其熔融盐或其熔融氧化物。
因为氯化铝是共价化合物，故不能用电解
氯化铝来制备铝单质！ 之所以能用Na与KCl反应制备K，是因为在 850℃时，K为蒸汽，把K蒸汽抽走，将使
人类在约6000年前开始冶炼利用Cu，约 3000年前开始冶炼利用Fe，而在约200 年前才开始冶炼和利用Al。
4.1.1金属矿物的开Байду номын сангаас利用
一. 金属在自然界的存在状态
在金属化合物中，金属元素都显正价。
二. 金属冶炼
1.概念
2.原理：氧化还原反应，金属离子得电子被还 原成金属原子，金属原子聚集成金属单质。
平衡向右进行，反应得以进行。
④其他方法：物理法、湿法冶金
三. 铝热反应
1.操作
2.现象：当外露部分镁条刚刚燃烧完时，纸漏
斗内的混合物立即剧烈反应，发出耀眼的光芒，
产生大量的烟。纸漏斗被烧破，有红热的液珠
落入蒸发皿的沙子上，液珠冷却后变为黑色固 体。
3.原理 ①反应
②镁条的作用：每条燃烧提供热量，并促 使KClO3发生分解。（引燃物） ③KClO3的作用：KClO3分解放出O2，使镁 条剧烈燃烧，单位时间内放出更多的热量， 以引发Al与Fe2O3的反应。（助燃物）
④铝热剂：铝粉与某些金属氧化物组成的混合物。 ⑤铝热反应：铝热剂在高温下发生剧烈反应并放 出大量热量的化学反应。 ⑥铝热反应中铝是还原剂，另一种氧化物是氧化 剂。 4.应用：①冶炼难熔金属（V、Cr、Mn等） ②焊接钢轨等。
金属矿物资源的开发和利用研究
金属矿物资源的开发和利用研究金属矿物资源是人类经济社会发展的基础和重要支撑。
近年来，随着科技的进步和技术的不断更新，矿物资源的开发和利用已经成为一个不可避免的趋势。
而在这一过程中，我们不仅需要考虑矿物资源的类型和储量，还需要注重开发和利用的方法，减少对环境的破坏和对人类的危害。
一、金属矿物资源的类型与分布金属矿物资源广泛分布于全球各地，主要包括铜、铝、铁、铅、锌、锡和金、银等。
其中，中国地质资源丰富，矿产储量位居世界前茅。
例如，中国的铀、煤、镍、铁、铜、铝、锌等矿藏储量均居世界前列，而且还有独具特色的稀有金属矿藏，如钨、锂、锆、铌等，其中许多矿床还具有较高的工艺综合效益，具有很大的开发与利用前景。
二、金属矿物资源的开发和利用现状1.传统采掘方式传统的矿物采掘方式主要依靠人工实现，工作条件恶劣，容易发生工伤和安全事故。
此外，高强度的开采方式也会影响矿物质量和储量，导致巨大的资源浪费。
2.新兴开采技术新兴的矿物采掘技术主要依靠现代科技和机械设备进行，能够大量提高采矿效率和资源利用率。
其中，长壁式开采技术、综采工作面、GPS导航技术、3D打印技术等都是最新的技术突破，为矿物开发和利用带来了全新的可能。
三、金属矿物资源开发利用存在的问题1.环境污染严重传统的开采方式往往会带来较严重的环境污染，例如土壤沉积物、废水、垃圾和化学品等物质等会对附近的环境带来不良影响，有时甚至会引发水土流失和生态平衡破坏。
2.资源浪费传统的采矿方式也容易导致矿物资源大量浪费，例如，现在还有大量的煤矿采掘方式是以人为驱动的，不仅效率低下，而且还会浪费大量的资源和能源。
四、金属矿物资源开发利用对策1. 确立科学合理的开发利用原则金属矿物资源的开发和利用需要符合绿色、生态、可持续的发展原则，避免大规模的环境污染和资源浪费，采用先进的技术手段，合理激发矿产资源的潜力，增加综合效益。
2. 严控污染环境和资源浪费为了避免环境污染和资源浪费，政府应加强行业准入、产业监管和责任追究，通过建立绿色矿业标准体系，规范矿业和矿业企业的行为，并在采矿过程中进行环保审批和评价。
金属矿物的开发利用
金属的回收和资源保护
如何从废铝罐制取明矾？
高温
2CuO+C===2Cu+CO2 ↑
高温
Cr2O3+2Al===2Cr+Al2O3
二、不同金属冶炼方法的选择 Nhomakorabea金属活动性：
强 K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb（H）Cu Hg Ag 弱
电解法
热还原法 热分解法
三、金属的回收
节约矿物资源； 金属回收的意义 节约能源；
减少环境污染
废旧钢铁用于炼钢； 金属回收的实例 废铁屑用于制铁盐；
定影液用于回收银
练习：
古代的“药金”外观与金相似，常被 误以为是金子，冶炼方法如下，将碳 酸锌、赤铜（Cu2O），木炭按一定比例 混合，加热到8000C充分反应后得到金 光闪闪的“药金”。
（1） “药金”的主要成分是 ________
（2）有关冶炼“药金”的化学方程式
电解法:适用于钾、钠、钙、铝等活 泼金属的冶炼。
电解
2NaCl（熔融）====2Na+Cl2↑
电解
2Al2O3（熔融）====4Al+3O2↑
电解
MgCl2（熔融）====Mg+Cl2↑
热还原法:适用于金属活动性顺序表中 部的金属冶炼
原理：在高温下发生氧化还原反应， 常用的还原剂有焦炭、一氧化 碳、氢气等。以及一些活泼金 属也可做还原剂。
教学目标
1、了解金属冶炼的实质、方法 2、通过比较不同金属的冶炼，理解不同
活动性的金属冶炼方法不同的原因 3、了解金属的回收利用与资源的保护
自然资源与可持续发展
我国21世纪初可持续发展的总 体目标是：可持续发展能力不断增 强，经济结构调整取得显著成效， 人口总量得到有效控制，生态环境 明显改善，资源利用率显著提高， 促进人与自然的和谐，推动整个社 会走上生产发展、生活富裕、生态 良好的文明发展道路。
化学必修2第四章金属矿物的开发和利用课件
A．从海带中提取碘单质的过程涉及氧化还原反应
B．往淡水中加入NaCl等配成人造海水，可用于海 产品的长途运输
C．赤潮主要是由工农业生产和生活废水引起沿海 水域的富营养化而造成的
D．海洋经济专属区的资源开发可获得Fe、Co、K 、Au、Mg、B等金属
碘的提取
海藻中含有丰富的碘元素(以 I－形式存 在)。实验室中提取碘的流程如下： 海藻 ―灼―烧→
（1）称取3g干海带，用刷子把干海带表面的附着 物刷净（不要用水洗，有I-）。 将海带剪碎， 用酒精润湿（便于灼烧）后，放在坩埚中。
（2）用酒精灯灼烧盛有海带的坩埚，至海带完全 成灰，停止加热，冷却。
（3）将海带灰转移到小烧杯中，再向烧杯中加入 10ml蒸馏水，搅拌，煮沸2min－3min，使 可溶物溶解，过滤。
海藻灰
―浸―泡→
悬浊液
――①→
含I－的 溶液
适―量―②C→l2
含I2溶液
――③→
碘的有 机溶液
―→
晶体碘
(1)实验操作③的名称是萃__取__分___液_，所用 主要仪器名称为_分__液__漏__斗_。
(2)提取碘的过程中，可供选择的有机试
剂是_B__、__D_(填序号)。
A．酒精(沸点78 ℃) B．四氯化碳(沸点77 ℃) C．甘油(沸点290 ℃) D．苯(沸点80 ℃)
2.热还原法
高温
Fe2O3+3CO == 2Fe+3CO2
加热
CuO+ H2 == Cu+H2O
要点二 铝热反应 1．反应实验
实验 操作
实验 现象
镁条剧烈燃烧，放出一定的热，使氧化铁 粉末和铝粉在较高温度下发生剧烈的反应。 反应放出大量的热，并发出耀眼的白光。 纸漏斗的下部被烧穿，有熔融物落入沙中
B．往淡水中加入NaCl等配成人造海水，可用于海 产品的长途运输
C．赤潮主要是由工农业生产和生活废水引起沿海 水域的富营养化而造成的
D．海洋经济专属区的资源开发可获得Fe、Co、K 、Au、Mg、B等金属
碘的提取
海藻中含有丰富的碘元素(以 I－形式存 在)。实验室中提取碘的流程如下： 海藻 ―灼―烧→
（1）称取3g干海带，用刷子把干海带表面的附着 物刷净（不要用水洗，有I-）。 将海带剪碎， 用酒精润湿（便于灼烧）后，放在坩埚中。
（2）用酒精灯灼烧盛有海带的坩埚，至海带完全 成灰，停止加热，冷却。
（3）将海带灰转移到小烧杯中，再向烧杯中加入 10ml蒸馏水，搅拌，煮沸2min－3min，使 可溶物溶解，过滤。
海藻灰
―浸―泡→
悬浊液
――①→
含I－的 溶液
适―量―②C→l2
含I2溶液
――③→
碘的有 机溶液
―→
晶体碘
(1)实验操作③的名称是萃__取__分___液_，所用 主要仪器名称为_分__液__漏__斗_。
(2)提取碘的过程中，可供选择的有机试
剂是_B__、__D_(填序号)。
A．酒精(沸点78 ℃) B．四氯化碳(沸点77 ℃) C．甘油(沸点290 ℃) D．苯(沸点80 ℃)
2.热还原法
高温
Fe2O3+3CO == 2Fe+3CO2
加热
CuO+ H2 == Cu+H2O
要点二 铝热反应 1．反应实验
实验 操作
实验 现象
镁条剧烈燃烧，放出一定的热，使氧化铁 粉末和铝粉在较高温度下发生剧烈的反应。 反应放出大量的热，并发出耀眼的白光。 纸漏斗的下部被烧穿，有熔融物落入沙中
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⑶电解法
在金属活动性顺序中，K、Na 、Ca、Al 等几种 金属的还原性很强，这些金属的阳离子难得电子，因 此不能用一般的方法和还原剂使其从化合物中还原出 来，而只能用通电分解其熔融盐或氧化物的方法来冶 炼。 江西省鹰潭市第一中学 桂
2015/8/31
27
金属矿物的开发利用
2NaCl (熔融) ═ 2Na + Cl2 ↑
金属矿物的开发利用
湿法炼铜:
Fe+CuSO4＝FeSO4+Cu 火法炼铜: Cu2S+O2＝2Cu+SO2
高温
2015/8/31
江西省鹰潭市第一中学 桂
13
金属矿物的开发利用
实验4-1 铝热反应
2015/8/31
江西省鹰潭市第一中学 桂
14
金属矿物的开发利用
反应现象：镁条剧烈燃烧，发出耀眼的
白光，纸漏斗内剧烈反应，纸漏斗被烧穿， 有熔融物落入沙中， 沙子上落有黑色铁珠。
2015/8/31 江西省鹰潭市第一中学 桂
20
金属矿物的开发利用
自从美国青年化学家霍尔发明电解制铝法后，制铝工 艺不断改进，现在人们已经熟练掌握了从铝土矿（主要成 分是Al2O3，当然还有很多其它杂质）中冶炼铝的技术， 使得制铝成本大大下降，铝的价格也一降千丈，走入千家 万户。
2015/8/31 江西省鹰潭市第一中学 桂
(1)热分解法
(2)热还原法
(3)电解法
2015/8/31 江西省鹰潭市第一中学 桂 10
金属矿物的开发利用
K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb (H) Cu Hg Ag
（1）热分解法
（适用Hg及其以后的不活泼金属）
练习:写出HgO、Ag2O受热分解的化学方程式
2HgO ＝ 2Hg + O2↑ 2Ag2O ＝ 4Ag + O2↑
金属矿物的开发利用
Fe2O3＋3CO
2015/8/31
高温
2Fe＋3CO2
25
江西省鹰潭市第一中学 桂
金属矿物的开发利用
铁矿石 焦炭 熔剂 高炉煤气 高炉煤气 炉喉
炉身
炉腰 炉腹
进风口
热空气
炉缸 出铁口
炉渣 生铁
进风口 出渣口
2015/8/31
江西省鹰潭市第一中学 桂
26
金属矿物的开发利用
K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb (H) Cu Hg Ag Pt Au
江西省教育信息技术研究“十二五”规 划2012年度课题《基于网络的高中化学 课件库的建设与应用研究》 （课题编号：GDK-2012-G-72883）
主持人：桂耀荣
2015/8/31 江西省鹰潭市第一中学 桂
1
新课标人教版高中化学课件系列
化学 必修2 第四章 化学与自然资源的开发利用 第一节 开发利用金属矿物和海水资源
2015/8/31 江西省鹰潭市第一中学 桂 11
△
△
金属矿物的开发利用
K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb (H) Cu Hg Ag
（2）热还原法 适用于金属活动性顺序表中的中 间的多数金属。它是金属冶炼的常用 方法。
常用的还原剂有： 活泼金属、CO、H2、C(焦炭)
2015/8/31 江西省鹰潭市第一中学 桂 12
2015/8/31 江西省鹰潭市第一中学 桂 8
金属矿物的开发利用
大约100多年前
金属活动性顺序
大约4000年前
K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb (H) Cu Hg Ag Pt Au
大约2500年前
结论：①金属位置越靠后，越易被还原，用一般 的还原方法即可； ②金属位置越靠前，越难被还原，要用较 强的还原手段来还原
2015/8/31 江西省鹰潭市第一中学 桂 9
金属矿物的开发利用
快速阅读课本 88页内容，找出金属冶炼 金属活动性顺序 有多少种方法，分别是什么？适用于金 K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb (H) Cu Hg Ag Pt Au 属活动顺序表中的哪些金属?
金属活动性由强逐渐减弱 二、金属冶炼的方法的选择
金属矿物的开发利用
合理开发和利用矿物资源，主要途径有： 1、提高金属矿物的利用率 2、减少金属的使用量 3、加强金属资源的回收和再利用 4、使用其他材料代替金属材料
……………
2015/8/31 江西省鹰潭市第一中学 桂 33
金属矿物的开发利用
何为自然资源与可持续发展。 阅读教材P88资料卡片
如何合理利用矿物资源，坚持可持续发展战略？
阅读教材P89 最后一段 提高金属矿物的利用率 减少金属的使用量
(1)途径
加强金属资源的回收和再利用
使用其他材料代替金少环境污染 34
2015/8/31 江西省鹰潭市第一中学 桂
金属矿物的开发利用
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
第1课时
2015/8/31 江西省鹰潭市第一中学 桂 2
金属矿物的开发利用
自然界矿物中的金属元素存在形态?
黄铜矿
赤铁矿
铝矿
天然金Au
锰矿
钨矿
锌矿
天然铂Pt 3
2015/8/31 江西省鹰潭市第一中学 桂
金属矿物的开发利用
人类最早发现和应用的金属
2015/8/31 江西省鹰潭市第一中学 桂 4
金属矿物的开发利用
资料卡片
铜是人类第一种大量使用的金属，结束了漫长 的“石器时代”。 在公元前6000年到7000年左右， 人类开始迈进了象征古代文明开端 的“铜器时代”。
铜镜 孔雀石
先秦刀币
高温
汉武帝时铜币
Cu2(OH)2CO3 ＝ 2CuO + H2O + CO2↑
C + 2CuO == CO2 ↑ + 2Cu
5 2015/8/31 江西省鹰潭市第一中学 桂
2015/8/31 江西省鹰潭市第一中学 桂
16
金属矿物的开发利用
请写出MnO2、Cr2O3分别与Al反应的 化学方程式。 高温
3MnO2+4Al === 3Mn+ 2Al2O3 Cr2O3+2Al === 2Cr + Al2O3 铝＋某些金属氧化物
高温
高温
Al2O3＋金属
结论：铝也是还原剂，在一定的条件下与某些金 属氧化物反应，把其中的金属还原成单质。所以 一些活泼的金属也可作还原剂。
2015/8/31 江西省鹰潭市第一中学 桂 28
电解
金属矿物的开发利用
练习: 写出电解MgCl2、Al2O3的化学方程式
MgCl2 ═ Mg + Cl2↑
(熔融)
电解
2Al2O3 冰晶石 ═ 4Al +3O2↑
电解
(熔融)
2015/8/31
江西省鹰潭市第一中学 桂
29
金属矿物的开发利用
镁在地壳中含量只有铝 的四分之一，而且镁比 铝更加活泼，所以要想 矿物质中获取镁，代价 比铝更高。
2015/8/31 江西省鹰潭市第一中学 桂
18
金属矿物的开发利用
拿破仑与铝碗
100多年前，为了表彰门捷列夫对化学的杰出贡献， 英国皇家学会不惜重金制作了一个比黄金还要贵重 的奖杯——铝杯，赠送给门捷列夫。
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金属矿物的开发利用
由于早期炼铝十分困难，所以铝的价格十分昂贵，一度 超越金银之上，直至19世纪上半叶，铝还是欧洲许多高级 珠宝店的高档货。
海洋中含有大量的氯化 镁，海水又咸又苦。 咸是因为含有氯化钠， 苦是因为含有氯化镁，
同样道理，粗盐易潮 解是因为其中含有较 多的氯化镁，而氯化 镁易吸水。
据估算，假如每年从海水中提取1亿吨镁再过 一百万年，海水中镁的含量也只会从目前的 0.13%降低到0.12%，即只减少了万分之一。 可谓取之不尽，用之不竭。
金属矿物的开发利用
据有关资料统计， 每生产一吨原铝锭需要消耗能源213.2TJ(电能约占82％) ，而生产一吨再生铝合金锭所需能源消耗为5.5TJ(燃料约 占80％)，仅为原铝锭生产能源消耗的 2.6％，优势比较明 显。由于铝可以反复循环使用，从再生铝废料中再生产铝 ，其节能效果更加显著。另外，再生铝生产中二氧化碳的 产生量和排放量与原铝生产相比，大为减少。有资料统计 ，再生铝生产可比用水电生产原铝减少二氧化碳排放量 91%，比用燃油发电减少二氧化碳排放量97％以上，比用 煤发电减少的二氧化碳排放量更多，环保效益十分显著。 2015/8/31 江西省鹰潭市第一中学 桂 32
2Al+Fe2O3
高温
2Fe+Al2O3
铝热剂：铝与氧化铁的混合物 镁条为引燃剂 氯酸钾为助燃剂 2015/8/31 江西省鹰潭市第一中学 桂 15
金属矿物的开发利用
铝 热 反 应 的 应 用
铝热反应的原理可以应用在生产上，如用于焊接钢轨。 在冶金工业上也常用这一反应原理，使铝与金属氧化物 反应，冶炼钴、铬、锰等。
金属矿物的开发利用
我国古代炼铁工业长期领先于世界，我国在西汉初时 已经懂得用木炭与铁矿石混合高温冶炼生铁，领先欧洲 一千余年，南宋末年的工匠又掌握了用焦炭炼铁，而欧 洲最早的英国直到500年后（相当于清朝乾隆末年），才 掌握这一技术。
古代中国劳动人民用木炭炼铁 2015/8/31 江西省鹰潭市第一中学 桂 24
金属的回收和环境保护
金属铝的回收与利用
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金属矿物的开发利用
表4-1 常见金属的冶炼原理
金属 Fe Cu Mg Al Na
高温
冶炼原理