開發利用金屬礦物 XX區實驗中學化學標準課件PPT之第四章第一節設計者 XXX Page2 學習目標 理解金屬冶煉的實質 原理和方法掌握鋁熱反應的原理及其應用使學生認識和體會化學在自然資源開發和利用中的意義和作用 揭示化學與可持續發展的重要關系 樹立資源保護意識和合理開發意識 重點 了解化學方法在金屬礦物開發 金屬冶煉 中的應用 學生在掌握金屬冶煉一般原理的基礎上 了解適用于不同金屬的冶煉方法 難點 Page3 預習部分 金屬的活動性順序表金屬的化學性質 K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb H Cu Hg Ag Pt Au 金屬與非金屬反應金屬與酸的反應金屬與水的反應金屬間的置換反應 Page4 預習部分 金屬與非金屬反應 金屬的化學性質 金屬與酸的反應 位于金屬活動性順序表中氫前面的金屬 與非氧化性酸反應 生成氫氣 例如 Fe H2SO4 FeSO4 H2 K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb H Cu Hg Ag Pt Au Page5 預習部分 金屬和氧化性酸反應 還原產物不是氫氣 金屬的化學性質 金屬與酸的反應 Page6 預習部分 金屬與水的反應 金屬的化學性質 金屬間的置換反應 Fe Cu2 Fe2 CuCu 2Ag Cu2 2Ag Page7 金屬冶煉的實質金屬冶煉的原理和方法合理開發和利用金屬資源 教學過程 Page8 生活便是尋找新知識 門捷列夫 一 金屬冶煉的實質 Page9 金屬冶煉的實質 材料1 在自然界中 少數化學性質不活潑的金屬 能以單質形式存在 如金和鉑 而化學性質活潑的金屬 在自然界中只能以化合物形式存在 但在實際生產和生活中應用的金屬材料卻往往是純金屬或合金 這就需要把金屬從金屬礦物中提煉出來 即將化合態的金屬礦物轉化為金屬單質 這一過程在工業上稱為金屬的冶煉 問題1 金屬冶煉的過程應用了什么化學原理 實質是什么 氧化還原反應原理 Page10 化學家需要精細 必須杜絕含糊其詞的 about 伯齊力阿斯 二 金屬冶煉的原理和方法 Page11 加熱分解法電解法熱還原法 金屬冶煉的原理和方法 Page12 材料2 加熱分解法 問題2 金屬冶煉的原理和方法 根據 史記 秦始皇本紀 記載 在秦始皇墓中就灌入了大量的水銀 以為 百川河 可見當時就已經掌握了金屬汞的提煉方法 古代煉丹術家葛洪 曾經在他的著作 抱樸子 中記載有 丹砂燒之成水銀 丹砂即HgS 加熱可生成HgO 寫出材料 中制取金屬單質的化學方程式 此法適用于冶煉金屬 Hg Ag等一些不活潑的金屬 Page13 材料3 金屬冶煉的原理和方法 法國歷史上著名的皇帝拿破侖是一個喜歡炫耀自己的人 他常常大擺宴席 宴請天下賓客 每次宴會 他總是擺出一副高人一等的樣子 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 在當時卻不用高貴而亮麗的銀碗 而用色澤要暗得多的鋁碗呢 如果說公務員的職業是金飯碗 那我們皇帝這個工作就是更金貴的鋁飯碗了 哈哈哈 Page14 原來 由于早期煉鋁十分困難 所以鋁的價格十分昂貴 一度超越金銀之上 直至19世紀上半葉 鋁還是歐洲許多高級珠寶店的高檔貨 后來科學家們發明了大規模煉鋁的方法 電解Al2O3后 鋁的產量猛增 這才使它的價格一落千丈 金屬冶煉的原理和方法 電解法 材料3 1807年英國化學家戴維用電解食鹽的方法 通較大電流將食鹽熔化 在陰極得到金屬鈉 這是人們第一次制得金屬鈉 問題2 材料3中制取金屬單質的化學方程式 此法適用于冶煉金屬 Na Mg Al等非常活潑的金屬 Page15 金屬冶煉的原理和方法 材料4 我國古代煉鐵工業長期領先于世界 我國在西漢初時已經懂得用木炭與鐵礦石混合高溫冶煉生鐵 領先歐洲一千余年 南宋末年的工匠又掌握了用焦炭煉鐵 而歐洲最早的英國直到500年后 相當于清朝乾隆末年 才掌握這一技術 古代中國勞動人民用木炭煉鐵 Page16 金屬冶煉的原理和方法 熱還原法 問題4 材料4中高爐煉鐵的化學方程式 常用的還原劑有 焦炭 CO H2等 此法適用于冶煉金屬 Fe Cu等不太活潑的金屬 Page17 金屬冶煉的原理和方法 將冶練方法和對應的金屬用短線連接 電解法熱還原法熱分解法 HgAgKCaNaMgAlZnFeSnPbCu 練習 Page18 金屬冶煉的原理和方法 鋁熱反應 鎂條 氯酸鉀的作用 引燃劑 鎂條劇烈燃燒 發出耀眼的光芒 放出一定的熱量 使氧化鐵粉末和鋁粉在較高溫度下發生劇烈的反應 有熔融物落入沙子中 待熔融物冷卻后 除去外層熔渣 仔細觀察 可以發現落下的是鐵珠 實驗現象 Page19 金屬冶煉的原理和方法 鋁熱反應 化學反應方程式 小結 Page20 金屬冶煉的原理和方法 鋁熱反應的應用 焊接鋼軌 冶煉鉻 錳 釩 鎢等金屬 Page21 科學研究是為了發展人類文明 埃米爾 費雪 三 合理開發和利用金屬資源 Page22 合理開發和利用金屬資源 主要途徑提高金屬礦物的利用率減少金屬的使用量加強金屬資源的回收和再利用使用其他材料代替金屬材料 電解法 熱還原法 熱分解法 不同金屬冶煉方法的選擇 KCaNaMgAlZnFeSnPb H CuHgAg