高一化學(xué)化學(xué)與自然資源的開發(fā)和利用

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1、第一節(jié)開發(fā)利用金屬礦物和海水資源第一課時(shí)第四章化學(xué)與自然資源的開發(fā)利用一、金屬礦物的開發(fā)利用黃銅礦赤鐵礦鋁礦錳礦鎢礦鋅礦人類最早發(fā)現(xiàn)和應(yīng)用的金屬分別是：思考：分析一下這是什么原因呢？Cu2（OH）2CO3=====2CuO+H2O+CO2↑C+2CuO=====CO2+2Cu高溫銅是人類第一種大量使用的金屬，結(jié)束了漫長(zhǎng)的“石器時(shí)代”.在公元前6000年到7000年左右，人類開始邁進(jìn)了象征古代文明開端的“銅器時(shí)代”。銅鏡漢武帝時(shí)銅幣先秦刀幣這是英法聯(lián)軍洗劫焚毀世界建筑史上最杰出的園林——圓明園后，被劫掠到國(guó)外的珍貴文物——銅虎頭，2000年在香港被拍賣。由中國(guó)派員出高價(jià)將其

2、贖回。記住我們的國(guó)恥：中國(guó)還有上百萬(wàn)件珍貴文物流失海外我國(guó)古代煉鐵工業(yè)長(zhǎng)期領(lǐng)先于世界，我們?cè)谖鳚h初時(shí)已經(jīng)懂得用木炭與鐵礦石混合高溫冶煉生鐵，領(lǐng)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(guó)直到500年后（相當(dāng)于清朝乾隆末年），才掌握這一技術(shù)。古代中國(guó)勞動(dòng)人民用木炭煉鐵“金屬的冶煉”的實(shí)質(zhì)是什么？冶煉金屬的實(shí)質(zhì)是用還原的方法使金屬化合物中的金屬離子得到電子變成金屬原子。將金屬?gòu)钠浠衔镏羞€原出來(lái)用于生產(chǎn)和制造各種金屬材料的過程在工業(yè)上稱為金屬的冶煉。金屬活動(dòng)性順序KCaNaMgAlZnFeSnPb(H)CuHgAgPtAu金屬活動(dòng)性逐漸減弱金屬離子的得電

3、子能力逐漸增強(qiáng)冶煉金屬的方法要根據(jù)金屬的活動(dòng)性順序不同，采取不同的冶煉方法1、熱分解法（適合一些不活潑金屬）2HgO===2Hg+O2↑加熱2Ag2O===4Ag+O2↑加熱冶煉金屬的幾種方法2、物理提取法：適用于極不活潑的金屬——Pt、Au3、熱還原法（適用于大部分金屬）CuO+H2===Cu+H2O高溫Fe2O3+3CO===2Fe+3CO2↑高溫鋁熱反應(yīng)實(shí)驗(yàn)4－1注意觀察現(xiàn)象反應(yīng)現(xiàn)象：鎂條劇烈燃燒，放出大量的熱，發(fā)出耀眼的白光，紙漏斗內(nèi)劇烈反應(yīng)，紙漏斗被燒穿，有熔融物落入沙中。Fe2O3+2Al===2Fe+Al2O3高溫鋁熱劑鋁是還原劑，在一定的條件下與某些金屬氧

4、化物反應(yīng)，把其中的金屬還原成單質(zhì)。所以一些活潑的金屬也可作還原劑。3MnO2+4Al===3Mn+2Al2O3高溫Cr2O3+2Al===2Cr+Al2O3高溫3Co3O4+8Al===9Co+4Al2O3高溫其它鋁熱反應(yīng)鋁熱反應(yīng)的應(yīng)用鋁熱反應(yīng)的原理可以應(yīng)用在生產(chǎn)上，如用于焊接鋼軌等。在冶金工業(yè)上也常用這一反應(yīng)原理，使鋁與金屬氧化物反應(yīng)，冶煉釩、鉻、錳等由于早期煉鋁十分困難，所以鋁的價(jià)格十分昂貴，一度超越金銀之上，直至19世紀(jì)上半葉，鋁還是歐洲許多高級(jí)珠寶店的高檔貨。然而自從美國(guó)青年化學(xué)家霍爾發(fā)明電解制鋁法后，制鋁工藝不斷改進(jìn)，現(xiàn)在人們已經(jīng)熟練掌握了從鋁土礦（主要成分是A

5、l2O3，當(dāng)然還是有很多其它雜質(zhì)的）中冶煉鋁的技術(shù)了，使得制鋁成本大大下降，鋁的價(jià)格也一降千丈，走入千家萬(wàn)戶。Al4、電解法（適合一些非?；顫娊饘伲㎝gCl2(熔融)===Mg+Cl2↑電解2Al2O3(熔融)===4Al+3O2↑電解冰晶石2NaCl(熔融)===2Na+Cl2↑電解KCaNaMgAlZnFeSnPb(H)CuHgAgPtAu電解法熱還原法熱分解法物理提取法今天鋁的產(chǎn)量已經(jīng)僅次于鋼鐵了，鋁及鋁合金成為現(xiàn)代文明不可缺少的金屬，鋁在工業(yè)上被稱為“鋼精”，是因?yàn)樗暮辖鸩坏p，而且強(qiáng)度足以替代鋼鐵，鋁除了用于建材之外，還被用于航天工業(yè)，如我國(guó)第一顆人造衛(wèi)星東方

6、紅一號(hào)，外殼全部用鋁合金制成，美國(guó)的阿波羅—11號(hào)，宇宙飛船所用的金屬材料中，鋁及合金75%左右，可以說(shuō)人類送上太空的金屬中，鋁是最多的了。注意：正常人的人體，每70公斤體重約含61毫克鋁。但鋁攝入過多卻是對(duì)人體有害的，經(jīng)研究表明，鋁元素能滲入人腦，與神經(jīng)元細(xì)胞釋放出來(lái)的具有傳遞信息功能的有機(jī)堿反應(yīng)，導(dǎo)致神經(jīng)系統(tǒng)傳遞信息受阻，引起老年癡呆。鎂在地殼中含量只有鋁的四分之一，而且鎂比鋁更加活潑，所以要想礦物質(zhì)中獲取鎂，代價(jià)比鋁更高。Mg海洋中含有大量的氯化鎂，海水又咸又苦。咸是因?yàn)楹新然c，苦是因?yàn)楹新然V，同樣道理，粗鹽易潮解是因?yàn)槠渲泻休^多的氯化鎂，而氯化鎂易吸水。

7、據(jù)估算，假如每年從海水中提取1億噸鎂再過一百萬(wàn)年，海水中鎂的含量也只會(huì)從目前的0.13%降低到0.12%，即只減少了萬(wàn)分之一?？芍^取之不盡，用之不竭。1、不同的金屬，冶煉方法不同+nM得電子M（被還原）因?yàn)榻饘匐x子的得電子能力不同，所以冶煉方法不同。2、金屬活動(dòng)性順序金屬的冶煉金屬活動(dòng)順序金屬失電子能力金屬離子的得電子主要冶煉方法K、Ca、Na、Mg、AlZn、Fe、Sn、Pb（H）、CuHg、Ag、Pt、Au強(qiáng)————————————→弱弱————————————→強(qiáng)電解法熱還原法熱分解法合理開發(fā)和利用礦物資源，主要途徑有：