金属的存在和提取课件

中三化學第四課 金屬的存在和提取104 金屬的存在和提取本章內容4.1金屬的廣泛用途4.2一些金屬的用途及其相關性質4.3金屬礦石4.4從礦石中提取金屬4.5金屬的發現4.6保護金屬資源204 金屬的存在和提取4.1 金屬的廣泛用途n橋n飛機n輪船n汽車n廚具n汽水罐n銀幣1304 金屬的存在和提取4.2 一些金屬的用途及其相關性質(1)金屬用途使用原因鐵 建築、運輸堅硬、堅固、可延展；廉宜磁石磁性銅電線極佳的導電體、非常可延、抗腐蝕性水管無毒、堅固、可延展、抗腐蝕性煮食器具極佳的導熱體、無毒、堅固、可展、抗腐蝕性404 金屬的存在和提取4.2 一些金屬的用途及其相關性質(2)金屬用途使用原因鋁架空電纜極佳的導熱體、低密度、可延；較銅廉宜飛機機身輕而堅固、抗腐蝕性、非常可展煮食鍋、鋁箔極佳的導熱體、無毒、抗腐蝕性、非常可展汽水罐無毒、低密度(易於攜帶)、抗腐蝕性、非常可展窗框抗腐蝕性、堅固504 金屬的存在和提取4.2 一些金屬的用途及其相關性質(3)金屬用途使用原因鈦超音速飛機輕但非常堅固、抗腐蝕性非常強、可展金首飾、硬幣具悅目的金黃光澤、抗腐蝕性極強(故永遠保持光澤)、延展性最佳、純淨時頗柔軟防熱、防陽光和防輻射罩極佳的反射質素汞溫度計室溫時呈液態、受熱時膨脹、不會弄濕管壁604 金屬的存在和提取4.2 一些金屬的用途及其相關性質(4)金屬用途使用原因銀首飾、硬幣具悅目的銀色光澤、抗腐蝕能力強、可延展、中度柔軟電器或電子元件最佳的導電體、可延展、抗腐蝕能力強2,3,4704 金屬的存在和提取4.3 金屬礦石(1)n大部份金屬由於過度活潑，故它們不會在地上以元素狀態獨立存在，它們會與其他元素結合成化合物，這些化合物稱為礦石。n礦石通常是金屬的氧化物、碳酸鹽或硫化物，混合了雜質如砂。n少數金屬(如金和鉑)活潑性極低，它們會在地球上以純淨金屬的自由態獨立存在。804 金屬的存在和提取4.3 金屬礦石(2)n鋁土礦 鋁的主要礦石，當中大部分是氧化鋁Al2O3。n黃銅礦 銅的主要礦石，當中大部分是CuFeS2。n赤鐵礦 鐵的主要礦石，當中大部分是氧化鐵(III)Fe2O3。n方鉛礦 鉛的主要礦石，當中大部分是硫化鉛(II)PbS。904 金屬的存在和提取鋁土礦赤鐵礦一些在地殼中可找到的金屬礦石(1)1004 金屬的存在和提取閃鋅礦方鉛礦一些在地殼中可找到的金屬礦石(2)51104 金屬的存在和提取4.4 從礦石中提取金屬n提取從礦石中獲取金屬的過程n方法把金屬礦石單獨加熱把金屬礦石與碳一起加熱電解1204 金屬的存在和提取4.4.1 把金屬礦石單獨加熱(1)n一些不活潑的金屬可單靠烤焙(加熱)礦石來提取。n例如：銀、汞1304 金屬的存在和提取4.4.1 把金屬礦石單獨加熱(2)帶火星的木條金屬氧化物硬玻璃試管加熱把金屬氧化物強烈加熱，並測試釋出的氣體。若釋出的是氧氣，帶火星的木條會復燃。1404 金屬的存在和提取4.4.1 把金屬礦石單獨加熱(3)例：氧化汞(II)汞+氧 紅 銀色 氧化銀 銀+氧 棕黑色 銀色1504 金屬的存在和提取4.4.2 把金屬礦石與碳一起加熱(1)從鐵的礦石赤鐵礦(Fe2O3)中提取鐵碳在高溫下把氧化鐵(III)轉化為鐵。在過程中，碳會除去氧化鐵(III)中的氧。氧化鐵(III)+碳 鐵+二氧化碳1604 金屬的存在和提取4.4.2 把金屬礦石與碳一起加熱(2)從鉛的礦石方鉛礦(PbS)中提取鉛這個過程可分為兩個階段：1.把方鉛礦(PbS)在空氣中烤焙，形成氧化鉛(II)硫化鉛(II)+氧 氧化鉛(II)+二氧化硫2.把反應中生成的氧化鉛(II)與碳加熱，使它變為鉛氧化鉛(II)+碳 鉛+二氧化碳1704 金屬的存在和提取4.4.3 以電解提取金屬(1)n提取較活潑金屬的唯一方法n成本最高，因耗電量極大n電解時，先要熔化純淨的礦石，然後通電把金屬分離出來。n鋁是一活潑的金屬，因此可利用電解把它從礦石中提取出來氧化鋁 鋁+氧電解1804 金屬的存在和提取4.4.3 以電解提取金屬(2)熔融氧化鋁及冰晶石熔融鋁負電極喉管插孔正電極(+)(碳)()電解鋁土礦1904 金屬的存在和提取4.4.3 以電解提取金屬(3)n氧化鋁的熔點很高(2047)，故要加入冰晶石(氟化鈉鋁Na3AlF6)使它的熔點下降至950。n鈉金屬亦可透過類似方法的過程來提取，方法是電解熔融氯化鈉。不同金屬要以不同的方法來提取。2004 金屬的存在和提取4.4.4 從常見的礦石中提取金屬的方法(1)鋁土礦 Al2O31827鋁菱鎂礦 MgCO31828鎂石灰石 CaCO31808鈣海水中的食鹽(NaCl)；岩鹽1807鈉電解熔融礦石在礦床和海水中的KCl1807鉀常用的提取方法獲取金屬的主要礦石/來源發現年份金屬2104 金屬的存在和提取4.4.4 從常見的礦石中提取金屬的方法(2)金屬發現年份獲取金屬的主要礦石/來源常用的提取方法鋅1000閃鋅礦ZnS步驟一硫化物 氧化物步驟二氧化物 金屬鐵古代赤鐵礦Fe2O3氧化物 金屬在空氣中加熱與碳一起加熱與碳一起加熱2204 金屬的存在和提取4.4.4 從常見的礦石中提取金屬的方法(3)金屬發現年份獲取金屬的主要礦石/來源常用的提取方法鉛古代方鉛礦PbS與鋅的提取方法相似銅黃銅礦CuFeS2硫化物 金屬汞硃砂HgS銀輝銀礦/元素從溶液中置換出來金以元素狀態存在 物理分離(除去雜質)與碳一起加熱6,72304 金屬的存在和提取4.5 金屬的發現n數千年以前，人類已開始使用金屬，從金屬礦石中提取金屬一直是人類一項重要活動。n青銅器時代之所以有此名，是由於這段時期大部分工具和武器都是青銅器。2404 金屬的存在和提取4.5.1 人類歷史的不同時代時代年份用來製造工具和武器的物料石器時代公元前2,500,000-4,000年石頭和動物的骸骨銅器時代公元前4,000-3,000年銅青銅器時代 公元前3,000-1,000年銅和錫的混合物鐵器時代公元前1,000-現代鐵2504 金屬的存在和提取4.5.2 影響金屬發現及用途的因素(1)n地殼的成份地殼是由許多物質組成的混合物。2604 金屬的存在和提取4.5.2 影響金屬發現及用途的因素(2)n地殼中的金屬存量雖然金和銀是人類最早發現的金屬，但這兩種金屬的使用並不廣泛，原因是它們在地殼的存量很低。2704 金屬的存在和提取4.5.2 影響金屬發現及用途的因素(3)n提取金屬的難易程度鋁是地殼中存量最豐富的金屬。鐵較鋁更早被發現和使用。雖然鐵在地殼的存量較鋁低，但由於鐵較容易從礦石中提取，故鐵比起鋁較廣泛使用。2804 金屬的存在和提取4.5.2 影響金屬發現及用途的因素(4)n影響金屬供應的因素金屬在地殼中的存量開採金屬礦石的難易程度和成本從礦石中提取金屬的難易程度和成本2904 金屬的存在和提取4.5.3 金屬的生產和價格金屬存量的質量百分比全球年產量(千公噸)每公噸的大約價格(HK$)鋁8.124 00010 500銅0.00713 00013 000金0.000 000 52.687 000 000鐵5.0940 000900鉛0.0023 0003 500銀0.000 01181 400 000錫0.0042803 400鋅0.018 7006 4008,9,10,11,123004 金屬的存在和提取4.6 保護金屬資源(1)n保護金屬資源的重要性在地殼中，礦石是有限且不可更新的。鋁鐵銅鉛錫鋅金3104 金屬的存在和提取4.6 保護金屬資源(2)n保護金屬資源的方法再用金屬用品回收廢棄的金屬以其他物料取代金屬3204 金屬的存在和提取4.6 保護金屬資源(3)n再用金屬用品許多金屬物品均可再用n鋁箔n傢具n廚房器皿n汽車零件3304 金屬的存在和提取4.6 保護金屬資源(4)n回收廢棄的金屬即把廢棄的金屬熔化再用日常回收的金屬n鋁、鉛、鐵、銅、錫、鋅、銀和金3404 金屬的存在和提取4.6 保護金屬資源(5)n回收金屬的重要性金屬的資源有限回收可節省能源及其他資源回收可減少污染回收可加強公眾對保護金屬資源的意識3504 金屬的存在和提取4.6 保護金屬資源(6)n回收金屬的過程收集分類貯存純化清除廢物3604 金屬的存在和提取4.6 保護金屬資源(7)n以其他物料取代金屬各種物料正逐漸取代金屬，用作製造日常用品。例如：以PVC(一種塑膠)來取代銅製水管；以光學纖維取代銅製電話線。13,14,15,163704 金屬的存在和提取總結(1)n金屬的存在和用途金屬的用途與它們的存量、性質和價格有密切的關係。通常納入考慮之列的性質包括：外觀、強度、硬度、密度、可展性、可延性及抗腐蝕性。影響金屬的供應量的因素包括：n金屬在地殼中的存量n開採礦石的難易程度和成本n從礦石中提取金屬的難易程度和成本3804 金屬的存在和提取總結(2)只有少數金屬(如銀、金和鉑)以自由態在大自然中存在，大部分金屬都以化合態存在。n金屬的提取金屬可透過提取過程從礦石中獲取。不同金屬可利用以下方法從礦石中提取：n把金屬礦石單獨加熱n把金屬礦石與碳一起加熱n電解3904 金屬的存在和提取總結(3)n保護金屬資源金屬資源是有限的，我們必須保護金屬資源。以下是保護金屬資源的三個可行方法：n再用金屬物品n回收廢棄的金屬n以其他物料取代金屬回收金屬的意思是把廢棄的金屬熔化再用。4004 金屬的存在和提取概念圖(1)元素例如：Au化合物例如：鋁土礦金屬在自然界的存在形式4104 金屬的存在和提取概念圖(2)用途Fe：建築Cu：電纜Al：汽水罐Ti：飛機機身Au：首飾性質外觀導熱性質導電性質密度硬度提取把金屬礦石單獨加熱把金屬礦石與碳一起加熱電解資源保護再用金屬用品回收廢棄的金屬以其他物料取代金屬供應性質價格4204 金屬的存在和提取完4304 金屬的存在和提取