金属矿物的开发和利用 课件-高一下学期化学人教版（2019）必修第二册

第一节自然资源的开发利用内容一金属矿物的开发利用第八章化学与可持续发展内容二海水资源的开发利用内容三煤、石油和天然气的综合利用1.什么是自然资源？可持续发展的目标指什么？2.金属元素在自然界以化合态还是游离态存在？3.金属冶炼指什么？4.为什么不同金属的冶炼方法不同？5.金属活动顺序与金属冶炼有什么关系？6.铝热反应？7.合理开发和利用金属矿物资源有哪些主要途径？阅读课本P98—99，完成下列问题：

一、金属矿物的开发利用思、议

6分钟课本P98资料卡片归纳整理1、金属元素在自然界的存在游离态：化合态：少数不活波金属例：金、铂及少量铜、银、陨铁金铂绝大多数金属以矿物质形式存在铜银陨铁陨铁：从外太空陨落到地面的含铁较多的陨石或纯铁。陨铁的使用始于4500多年前化合态金属矿氯化钠赤铁矿磁铁矿黄铁矿FeS2

黄铜矿CuFeS2孔雀石

Cu2(OH)2CO3翠铜矿CuSiO3.6H2O菱镁矿MgCO3铝土矿

Al2O3

Fe2O3

Fe3O4萤石CaF2

辉沸石NaCa2Al5Si13O36•14H2O钙铀云母

Ca(UO2)2(PO4)2•12H2O

白云石CaMg[CO3]2

辰砂HgS1.什么是自然资源？可持续发展的目标指什么？2.金属元素在自然界以化合态还是游离态存在？3.金属冶炼指什么？4.为什么不同金属的冶炼方法不同？5.金属活动顺序与金属冶炼有什么关系？6.铝热反应？7.合理开发和利用金属矿物资源有哪些主要途径？阅读课本P88—90，完成下列问题：

一、金属矿物的开发利用3.金属冶炼指什么？4.为什么不同金属的冶炼方法不同？用化学的方法把化合态的金属变成游离态金属即：Mn++ne-M3、金属的冶炼:即，用还原的方法，使化合态的金属阳离子得到电子形成金属单质归纳整理金属离子(Mn+)被还原的难易程度不同4.为什么不同金属的冶炼方法不同？或说，由于不同的金属离子得电子的能力不同,所以冶炼的方法不同。不活泼的金属金属活动顺序表K、Ca、Na、Mg、Al、Zn、Fe、Sn、Pb、(H)、Cu、Hg、Ag、Pt、Au非常活泼的金属中等活泼的金属金属越不活泼，金属阳离子的氧化性越

，金属越

被还原出来强易(强或弱)(难或易)金属冶炼的方法马达加斯加街头淘金者

刚果手工金矿开采沙里淘金原理金的质量较沙重,在淘去粗沙后,用水银滚动吸附金,水银是已知唯一可以粘附金的物质.KCaNaMgAl

ZnFeSnPb(H)Cu

HgAg

PtAu①物理提取法金属冶炼的方法2HgO==Hg+O2↑2Ag2O==4Ag+O2↑实质：Hg2+具有较强的氧化性，

加热时，Hg2+夺取了O2—中的e—变成了Hg单质(适用于不活泼金属)KCaNaMgAl

ZnFeSnPb(H)Cu

HgAg

PtAu②热分解法制备汞：制备银：CuO+H2==Cu+H2O2CuO+C==Cu+2CO2↑Fe2O3+3CO==2Fe+3CO2金属冶炼的方法(适用于中等活泼金属)理解：中等活泼金属，须借助外加还原剂将其从化合物中还原出来。(高炉炼铁)WO3+3H2

==W+3H2O4Na+TiCl4(熔融)===Ti+4NaCl高温常用的还原剂：焦炭(C)、H2、CO、活泼金属Na、Al等KCaNaMgAl

ZnFeSnPb(H)Cu

HgAg

PtAu③热还原法制备钨：制备钛：铝热反应实验操作：①将m(Al):m(Fe2O3)=1:3混合均匀②在铝热剂上加少量KClO3③在混合物中间插一根打磨过的镁条现象铝与氧化铁反应的化学方程式剧烈反应，发出强光，纸漏斗被烧穿,沙子上落有红热的铁珠2Al+Fe2O3===2Fe+Al2O3高温铝热反应实验操作：①将m(Al):m(Fe2O3)=1:3混合均匀②在铝热剂上加少量KClO3③在混合物中间插一根打磨过的镁条铝热剂：(如Fe2O3

、V2O5、Cr2O3

、MnO2等)铝粉+某些金属氧化物组成的混合物。作用：镁条KClO3引燃物助燃物铝和金属氧化物在高温下剧烈反应生成另一种金属并放出大量热的化学反应。铝热反应：关于铝热反应的几个问题：(1)

Al

+Fe2O3发生铝热反应后得到的熔融物是Fe还是Fe、Al的合金？[已知：熔点：Al——660℃，Fe——1535℃]Fe、Al的合金如何证明块状熔融物中含Al？NaOH溶液⑵引发该铝热反应的操作为

。

⑶若将氧化铁换成氧化镁，该反应能否发生?

(填“能”或“不能”)，理由是

。

在混合物(铝热剂)上加少量KClO3，并插上镁条，将其点燃不能镁比铝活泼，铝不能置换出镁铝热反应在生产上的应用①用于焊接钢轨等；②冶炼铁、钒、铬、锰、镍等熔点高的金属。3Fe3O4+8Al===9Fe+4Al2O3高温其它铝热反应

3MnO2+4Al===3Mn+2Al2O3高温Cr2O3+2Al===2Cr+Al2O3高温3V2O5+10Al===6V+5Al2O3高温试写出铝分别与Fe3O4、MnO2、Cr2O3、V2O5发生的铝热反应讨论

1.“铝热反应”是在高温条件下两种金属之间的置换反应，活泼金属置换不活泼金属。2.K比Na活泼，K能将Na从NaCl溶液中置换出来吗？3.活泼金属应该用什么方法冶炼？如：湿法炼铜:Fe+CuSO4==FeSO4+Cu能不能。2K+2H2O==2KOH+H2电解熔融金属化合物的方法金属之间的置换能否在溶液中进行呢？MgCl2(熔融)===Mg+Cl2↑电解电解2Al2O3(熔融)

===4Al+3O2↑冰晶石电解2NaCl(熔融)

===2Na+Cl2↑金属冶炼的方法KCaNaMgAl

ZnFeSnPb(H)Cu

HgAg

PtAu④电解法(适用于非常活泼金属)理解：活泼金属阳离子很难得e—，所以只能通过通电分解其化合物的方法来冶炼记住:电解是最强有力的氧化还原的手段，即，强行夺e—，给e—冶炼钠：冶炼镁：冶炼铝：[冶炼钙：电解CaCl2(熔融)]问题：

Na3AlF6

作用:降低Al2O3的熔点MgO熔点太高，消耗热能和电能更多，成本大为什么制镁不用MgO而用MgCl2

？

制铝不用AlCl3而用Al2O3？AlCl3是共价化合物，不导电。共价化合物易升华“铝的发现”铝是一种年轻的金属！1825年，丹麦科学家奥斯特在研究电流的化学作用时，得到过不纯净的铝，但未引起科学界的重视。1827年，德国化学家维勒，制得灰色粉末铝粉，并指出铝的化学性质，被公认为是铝的发现者30年后(即1850—1860年)，法国化学家德维尔利用“3Na+AlCl3=Al+3NaCl”，制得有金属光泽的铝，成为当时颇受羡慕的“贵金属”。当时拿破仑的皇冠是铝制的，1886年，英国柏林学院化学系青年学生霍尔偶然发现冰晶石(Na3AlF6)可大大降低炼铝的成本，几乎同时，法国青年大学生埃罗也成功地用电解法制得了铝。此法制得的铝比黄金还贵好几倍。但“3Na+AlCl3=Al+3NaCl”门捷列夫1889年接受英国皇家协会的最高奖赏是一架用金和铝制成的天平。从此，铝成了廉价商品！金属冶炼方法小结说明:除了上述方法，有些金属还有多种方法冶炼制备K：KCl+Na====NaCl+K一定温度(温度控制在K的沸点之上，Na的熔点与沸点之间)【原理：高沸点制低沸点物质】湿法炼铜:Fe+CuSO4==FeSO4+Cu火法炼铜:Cu2S+O2==2Cu+SO2高温KCaNaMgAl

ZnFeSnPb(H)Cu

HgAg

PtAu

电解法热还原法

热分解法

物理提取法制备Cu：课堂练习:1.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剂2、用铝热剂冶炼难熔金属，是因为铝是（

）A具有导电性B具有延展性C既能与酸反应又能与碱反应D被氧化过程中放出大量的热DD3.可用热分解法就可能制得的金属有（

）

A.CuCrB.TiWC.AgHgD.NaAl4.冶炼金属常用以下几种方法：①以C或H2、CO作为还原剂还原法；②热分解法；③电解法；④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：

。C①②③④③5.用铝热法还原下列化合物，制得金属各1摩尔，消耗铝最少的是()A.MnO2B.WO3C.Fe3O4D.Cr2O3E.Fe2O3C

MnO2+4Mn得4e—WO3+6W得6e—Fe3O4FeFe2O3+3Fe得3e—Cr2O3+6Cr得6e—+38反应的实质：铝失e—，氧化物得e—生成金属单质38平均得e—二、合理开发利用金属资源

一些矿物可供开采的年限如下图所示（不包括今后新探明的矿物储量、一些国家的金属储备量和金属的回收利用等）。有效利用金属资源的途径1.提高金属矿物的

。

2.开发环保高效的

。3.防止金属的腐蚀4.加强金属资源的

,使用

代替金属材料。利用率金属冶炼方法回收与再利用其他材料【思考】地球上的金属矿物资源是有限的，

如何合理开发和有效使用金属资源？P99金属的回收和资源保护⑴节约矿物资源；⑵节约能源；⑶减少环境污染。大多可以重新制成金属及其化合物再利用小结：金属矿物的开发和利用二、合理利用矿物资源，坚持可持续发展战略有效使用金属产品、材料，提高金属利用率；开发环保高效的金属冶炼方法；防止金属腐蚀；加强回收利用，使用其他材料替代。一、金属的冶炼冶炼方法冶炼原理:将金属从其化合物中还原出来(根据金属的活泼性)热分解法热还原法电解法Mn+M得ne—(适用非常活泼金属)(适用中等活泼金属)(适用不活泼金属)【当堂检测】1.从金属利用的历史来看，先是青铜器时代，而后是铁器时代，铝的利用是近百年的事。这个先后顺序跟下列有关的是：①地壳中的金属元素的含量；②金属活动性顺序；③金属的导电性；④金属冶炼的难易程度；⑤金属的延展性（

）

A．①③B．②⑤

C．③⑤D．②④2．下列冶炼方法中，可将化合物中的金属元素还原为金属单质的是（

）A、加热Al2O3B、加热CaCO3

C、电解熔融NaClD、氯化钠与铝粉高温共热DC3．下列金属冶