文档介绍：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
中国古代炼丹家以丹砂(硫化***)、雄黄(硫化***)等为原料，企图制得仙丹，再点石成金，服用仙丹或以金银为皿，均使人永不老死。西洋人也仿效于暗室或洞穴，单身寡居致
电解法
电解熔融物
①适用于活泼金属的冶炼；②炼得的金属纯度高；③耗电量大，生产成本高；④熔融物属于离子化合物
电解不活泼金属的盐溶液
①炼得的铜纯度很高；②耗电量大，生产成本高；③阳极被消耗，阴极质量增加
热分解法
适用于Hg、Ag等金属的冶炼
富集法
——
适用于以游离态存在的密度较大的金属，所得金属纯度不高，仍需精炼
典 例 导 析
【例1】 冶炼金属一般有下列四种方法：①焦炭法；②水煤气(或H2或CO)法；③活泼金属置换法；④电解法。四种方法在工业上均有应用。古代有：(Ⅰ)火烧孔雀石炼铜；(Ⅱ)湿法炼铜。现代有：(Ⅲ)铝热法炼铬；(Ⅳ)从光卤石中炼镁。其中对它们的冶炼方法的分析中不正确的是 ( )
A．(Ⅰ)① B．(Ⅱ)②
C．(Ⅲ)③ D．(Ⅳ)④
【答案】 B
答案：B Na、Mg很活泼，应用电解法，A正确，B错误；铁属较活泼金属，可用热还原法，C正确；较不活泼金属***可用热分解法，D正确。
【例2】 钛(Ti)被称为继铁、铝之后的第三金属，钛白(TiO2)是目前最好的白色颜料。制备TiO2和Ti的原料是钛铁矿，我国的钛铁矿储量居世界首位。含有Fe2O3的钛铁矿(主要成分为FeTiO3)制取TiO2的流程如下：
(1)Ti的原子序数为22，Ti位于元素周期表中第________周期，第________族。
(2)步骤①加铁的目的是___________________________________________；步骤②冷却的目的是____________________________________________。
(3)上述制备TiO2的过程中，可以利用的副产物是________；考虑成本和废物综合利用因素，废液中应加入________处理。
(4)由金红石(TiO2)制取单质Ti，涉及到的步骤为：TiO2 ―→TiCl4 ――――→ Ti 已知：①C(s)＋O2(g)===CO2(g)；ΔH＝－ kJ/mol ②2CO(g)＋O2(g)===2CO2 (g)；ΔH＝－566 kJ/mol ③TiO2(s)＋2Cl2(g)===TiCl4(s)＋O2(g)；ΔH＝＋141 kJ/mol，则TiO2(s)＋2Cl2(g)＋2C(s)===TiCl4(s)＋2CO(g)的ΔH＝________。反应TiCl4＋2Mg===2MgCl2＋Ti在Ar气氛中进行的理由是________________。
【答案】 (1)四 ⅣB (2)将Fe3＋还原为Fe2＋ 析出(或分离或得到) FeSO4·7H2O (3)FeSO4·7H2O 石灰(或碳酸钙、废碱) (4)－80 kJ/mol 防止高温下Mg(Ti)与空气中的O2(或CO2，N2)作用
Mg
800℃，Ar
变式训练2 钛(Ti)是一种活泼的金属，其作为金属材料，具有密度小、熔点高、可塑性强、机械强度高、亲生物性好等优良的性能，被誉为“21世纪的金属”。工业上常用硫酸分解钛铁矿石(FeTiO3)的方法来制取二氧化钛(TiO2)，再由二氧化钛制金属钛，主要有以下五个反应：
①FeTiO3＋2H2SO4===TiOSO4＋FeSO4＋2H2O
②TiOSO4＋2H2O===H2TiO3↓＋H2SO4
③H2TiO3 === TiO2＋H2O
④TiO2＋2C＋2Cl2 === TiCl4＋2CO
⑤TiCl4＋2Mg===2MgCl2＋Ti
△
△
(1)在上述五个化学反应的实际应用中，导致环境污染的可能性最小的是________(填写代号)。
(2)钛具有很强的耐腐蚀性，以下对其原因的分析中正确的是________(填写代号)。
①钛是像金、铂一样不活泼的金属；②金属钛的表面易形成致密的氧化膜；③钛与氧气、酸等腐蚀剂不发生化学反应。
答案：(1)C (2)②
解析：化学式H2TiO3符合酸的一般化学式。H2TiO3是TiO2的水化物，叫做钛酸。在反应⑤中，Mg是还原剂，Ti是还原产物，所以还原性Mg>Ti。
钛既是活泼的金属，又耐腐蚀性强，似乎很矛盾。借助于铝的耐腐蚀原理可突破思维误区。
【例3】 如图所示，用两张圆形滤纸分别折叠成漏斗状，套在一起，使四周都有四层。把内层滤纸取出，在底部剪一个小孔，用水润湿，再跟另一纸漏斗套在一起，架在铁圈上，下面放置一盛沙的蒸发皿。把5 g干燥的氧化铁粉末和2 g铝粉混合均匀，放在纸漏斗中