开发利用金属矿物和海水资源.ppt
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1、第四章 化学与可持续发展,第一节 开发利用金属矿物和海水资源,一、金属矿物的开发利用,人类最早发现和应用的金属,铜是人类第一种大量使用的金属,结束了漫长的“石器时代”。,资料卡片,青铜:主要含铜和锡、铅,有良好的强度和塑性、耐磨、耐腐蚀,主要用于制机器零件如轴承、齿轮等。 黄铜:主要含铜和锌,有良好的强度和塑性、易加工、耐腐蚀,主要用于制机器零件、仪表和日用品。 白铜:主要含铜和镍,它不容易生铜绿,常用于制造精密仪器和装饰品。,这是英法联军洗劫焚毁世界建筑史上最杰出的园林圆明园后,被劫掠到国外的珍贵文物铜虎头,2000年在香港被拍卖。由中国派员出高价将其赎回。,请同学们勿忘我们的国耻: 中国还
2、有上百万件珍贵文物流失海外。,人类最早是在由天而降的陨石中获得单质铁的,陨石中含铁量高达90%以上。,古代阿拉伯人曾传说“天上的金雨落进沙漠里变成了黑色的铁”。,济 南 陨 铁,新 疆 陨 铁,南极洲陨铁,金、铂等为游离态,主要是化合态,将金属从其化合物中还原出来,使之转变为单质的过程。,(1)金属在自然界中的存在形式? (2)金属冶炼指的是什么?,一、金属矿物的开发利用,1、金属的冶炼,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。,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?,由于早期炼
3、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。,然而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,当然还是有很多其它杂质的)中冶炼铝的技术了,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。,Al,电解槽,今天铝的产量已经仅次于钢铁了,铝及铝合金成为现代文明不可缺少的金属,铝在工业上被称为“钢精”,是因为它的合金不但轻,而且强度足以替代钢铁,铝除了用于建材之外,还被用于航天工业,如我国第一颗人造卫星东方红一号,外壳全部用铝合金制成,美国的阿波罗11号,宇宙飞
4、船所用的金属材料中,铝及合金75%左右,可以说人类送上太空的金属中,铝是最多的了。,注意:正常人的人体,每70公斤体重约含61毫克铝。,但铝摄入过多却是对人体有害的,经研究表明,铝元素能渗入人脑,与神经元细胞释放出来的具有传递信息功能的有机碱反应,导致神经系统传递信息受阻,引起老年痴呆。,工业上 如何冶炼铝和铁?为什么铁和铝的冶炼方法不同?,金属越活泼,越难冶炼,金属活动性顺序,K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb (H) Cu Hg Ag Pt Au,金属活动性逐渐减弱,金属离子的得电子能力逐渐增强,电解法,热还原法,热分解法,2、金属冶炼方法的确定由金属活泼性决定,因为金属离
5、子的得电子能力不同,所以冶炼方法不同。,2、热分解法 适合一些不活泼金属(一般是H后的金属 ),冶炼金属的几种方法,1、物理提取法:适用于极不活泼的 金属Pt、Au,(3)电解法,适合一些非常活泼金属( Zn前金属),(常用的还原剂有:焦炭、CO、H2 等),(4)热还原法(ZnCu中等活泼金属),常用的还原剂还有哪些?,实验41,反应现象:镁条剧烈燃烧,放出大量的热,发出耀眼的白光,纸漏斗的下部被烧穿,有熔融物落入漏斗。,其它铝热反应:,铝热反应:,铝热反应的应用:,(冶练常用的还原剂有: 焦炭、CO、H2 、Al等活泼金属 ),K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb (H) C
6、u Hg Ag Pt Au,电解法,热还原法,热分解法,物理提取法,4、合理开发和利用矿物资源的途径:,(1)废旧金属回收; (2)矿物资源保护; (3)寻找金属替代品。,金属铝的回收与利用,(1)节约矿物资源; (2)节约能源; (3)减少环境污染,(1)废旧钢铁用于炼钢; (2)废铁屑用于制铁盐; (3)定影液用于回收银,回收金属的实例:,回收金属的意义:,课堂练习:,2、下列关于金属冶炼的说法不正确的是( ) A、金属冶炼是由人类生产生活需要发展起来的 B、天然矿藏很少只含一种金属元素往往含有较多 杂质 C、金属的冶炼主要有矿石的富集、冶炼还原和精 炼三个步骤 D、金属冶炼一定要用到还原
7、剂,D,1、金属冶炼的目的是 ( ) A、把金属化合物还原为金属单质 B、除去金属中的杂质 C、把金属单质变为氧化物 D、把电能转变为化学能,A,5、冶炼金属常用以下几种方法:以C或H2、CO作为还原剂还原法 ;热分解法 ;电解法 ;铝热法。现冶炼下列金属:Al、Mg、Cu、Hg、Mn,试标明适宜的冶炼方法。 Al: ;Mg: ;Cu: ; Hg: ;Mn: 。,3、工业上常采用电解法冶炼的金属是 ( ) A、Fe B、Cu C、Al D、Ag,4、可用热分解法就可能制得的金属有( ) A . Cu Cr B . Ti W C . Ag Hg D . Na Al,C,C,FeCu2+ CuFe
8、2+,6、宋代时期,人们发现江西上饶有一口 苦泉,蒸发这种苦泉水会得到胆矾,熬苦泉水 的铁锅用久了会变成铜锅,这是湿法炼铜的起 源,请写出该反应的离子方程式 。,二、海水资源的开发和利用,从太空观察地球,看到地球上有七片陆地“漂浮”在一大片蓝色的海洋之中,是“历史留给人类的资源储备”,海洋是美丽的, 也是富饶的,海水资源主要分为几大类?,海水中蕴含着的丰富资源。21世纪人类将重点开发海洋资源。,海水资源的多样性,水资源,生物资源,能源,化学资源,海水资源的多样性:,海洋约占地球表面积71% 海洋中的资源 : 动物:(鱼类、海狮、海马、贝类 植物:(海草、海带 矿物:(各种盐、NaCl、MgCl
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