自然资源的开发利用第1课时-金属矿物的开发利用 课件 人教版（2019）高一化学必修二

人教版（2019版）化学必修（第二册）第八章化学与可持续发展第一节自然资源的开发与利用第1课时——金属矿物的开发利用

自然界的金属单质自然金自然银自然铜陨铁黄铜矿赤铁矿铝矿锰矿钨矿锌矿2023/2/26自然界的金属矿物质

金属在自然界中的存在主要有两种形式，一种是

，一种是

，其中除了

等极少数金属外，其他绝大多数金属都是以化合态存在于自然界。一、金属的存在游离态化合态金、铂问题1：人们在生活和生产中使用的金属材料多是合金或纯金属，如何从矿石中得到金属单质？2.金属矿物的基本原理：金属的冶炼是将金属矿石中的

从

中提取出来，用于生成和制造各种金属材料和制品。也就是说用

法把

的金属还原

的金属，即：

金属在自然界中的存在主要有两种形式，一种是

，一种是

，其中除了

等极少数金属外，其他绝大多数金属都是以化合态存在于自然界。一、金属的存在游离态化合态金、铂二、金属冶炼的原理Mn＋＋ne－→M1.金属矿物的冶炼步骤：

→

→

→

。金属元素还原化合态化合态游离态金属活动性顺序KCaNaMgAlZnFeSnPb(H)CuHgAgPtAu三、金属冶炼的方法约200年前约3000年前约5000年前金属活动性逐渐减弱金属简单阳离子的得电子能力逐渐增强问题2：金属的冶炼和使用顺序和其活泼性有关，越不活泼的金属冶炼方法越简单，为什么呢？（一）物理方法

适用于极不活泼的金属的冶炼。PtAu富集法（二）化学方法

1.热分解法:适用于金属活动性顺序表中氢以后的金属冶炼。HgAg

2.热还原法:适用于金属活动性顺序表中部的金属冶炼ZnFeSnPb(H)Cu

3.电解法:适用于钾、钠、钙、铝等活泼金属的冶炼。KCaNaMgAl三、金属冶炼的方法淘金原理：《浪淘沙》-刘禹锡日照澄洲江雾开，涛金女伴满江隈。

美人首饰侯王印，尽是沙中海底来。

（一）物理方法金的密度比沙大三、金属冶炼的方法KCaNaMgAlZnFeSnPb(H)CuHgAgPtAu古代炼丹术士葛洪的《抱朴子》中“丹砂烧之成水银”1.热分解法2HgO===2Hg+O2↑2Ag2O===4Ag+O2↑HgS===2Hg+S（二）化学方法三、金属冶炼的方法（2）热还原法（适用于大部分金属）常用的还原剂有：CO、H2、C(焦炭)、活泼金属Fe2O3+3CO===2Fe+3CO2

高温KCaNaMgAlZnFeSnPb(H)CuHgAgPtAuCuO+H2===Cu+H2O高温古代高炉炼铁三、金属冶炼的方法Fe2O3+2Al2Fe+Al2O3高温铝热法：用金属铝做还原剂冶炼活泼性不如铝且“高熔点”的金属（Fe、V、Cr、Mn等）三、金属冶炼的方法Fe2O3+2Al2Fe+Al2O3高温3MnO2+4Al3Mn+2Al2O3高温Cr2O3+2Al2Cr+Al2O3高温3Co3O4+8Al9Co+4Al2O3高温3V2O5+10Al6V+5Al2O3高温铝热剂三、金属冶炼的方法MgCl2(熔融)Mg＋Cl2↑电解2NaCl(熔融)2Na＋Cl2↑电解2Al2O3(熔融)4Al＋3O2↑电解冰晶石冰晶石的作用是降低Al2O3的熔化温度

KCaNaMgAlZnFeSnPb(H)CuHgAgPtAu（3）电解法三、金属冶炼的方法铝土矿冶炼铝的工艺流程溶解电解灼烧过滤酸化过滤铝土矿NaOH溶液残渣二氧化碳滤液H2O铝Al2O3+2NaOH2NaAlO2+H2ONaAlO2+CO2+2H2OAl(OH)3↓+NaHCO3Δ2Al(OH)3Al2O3+3H2O2Al2O3(熔融)4Al+3O2↑通电

从铝土矿中提取铝Al2O3+2NaOH2NaAlO2+H2OAl2O3+2NaOH2NaAlO2+H2O

铝是一种应用广泛的金属,工业上用Al2O3和冰晶石(Na3AIF6)混合熔融电解制得。铝土矿的主要成分是Al2O3和SiO2、Fe2O3等。（SiO是酸性氧化物，可以与碱溶液反应，Fe2O3是碱性氧化物，可以与酸溶液反应）。因此从铝土矿中提炼Al2O3的流程可以设计成两种方案。方案一：碱溶法问题3:“残渣”和“沉淀”的化学式？前后两“滤液”主要阳离子分别式什么？写出上述过程中涉及到的化学反应方程式方案二：酸溶法问题4:前后两“沉淀”的化学式？前后两“滤液”主要阳离子分别式什么？写出上述过程中涉及到的化学反应方程式随堂演练

铝是一种应用广泛的金属,工业上用Al2O3和冰晶石(Na3AIF6)混合熔融电解制得。I.铝土矿的主要成分是Al2O3和SiO2、Fe2O3等。从铝土矿中提炼Al2O3的流程如下:(1)反应1的化学方程是

(2)滤液I中加入CaO生成的沉淀是反应2的离子方程式是Al2O3SiO2Fe2O3Fe2O3CaSiO3NaAlO2Na2SiO3AlO2-CO2Al(OH)32NaOH+Al2O3=2NaAlO2+H2OCaSiO32AlO2-+CO2+3H2O=2Al(OH)3↓+CO32-随堂演练Ⅱ.以萤石(CaF2)和纯碱为原料制备冰晶石的流程如下:CaF2Na3AIF6E气体DNa2CO3、Al(OH)3（3）E可作为建就材料,化合物C是写出由D制备冰晶石的化学方程式C浓H2SO412HF+3Na2CO3+2AI(OH)3=2Na3AIF6+3CO2+9H2O石膏CaSO4HF随堂演练物质MgOAl2O3MgCl2AlCl3熔点/oC28522054714190（以分子形式存在）沸点/oC360029801412180已知有关物质的熔沸点数据如下表:参考上述数据填空和回答问题.(1)工业上为什么常用电解熔融MgCl2的方法生产金属镁,而不用电解MgO的方法生产镁?(2)工业上为什么常用电解Al2O3冰晶石熔融混合物的方法生产金属铝,而不用电解AlCl3的方法生产铝?

因为MgO的熔点远高于MgCl2,所以电解熔融的MgO需要更多的能量,更高的温度,成本更高。

从表中可以发现,AlCl3的熔点很低,且沸点比熔点低,易升华;熔融时不存在离子,不能导电,故不能被电解。

随堂演练金属冶炼的实质Mn++ne-M

还原KCaNaMgAlZnFeSnPb(H)CuHgA