8.1.1 金属矿物的开发利用- 新人教版高中化学必修二课件(共26张PPT)

第一节自然资源的开发利用第一课时金属矿物的开发利用02三月20231新人教版2019学习目标1.理解金属冶炼的一般原理，掌握活泼性不同的金属冶炼的一般方法。2、能够运用微观辨析、推理能力，认识氧化还原反应在金属矿物开发中的应用，形成金属冶炼方法思维模型，培养“证据推理与模型认知”能力。3、通过铝的冶炼成本的计算，认识合理开发和利用金属资源的重要性和必要性。4、认识化学在实现无机化合物转化中的作用和贡献。02三月2023新人教版20192学习重点、难点重点：

金属冶炼原理难点：

金属活动性顺序与金属冶炼方法的关系02三月2023新人教版20193自然资源与可持续发展自然资源是人类社会发展不可或缺的自然物质基础，包括土壤资源、矿产资源、生物资源、水资源、能源资源、环境资源等，根据其能否再生可以分为再生资源和不可再生资源。可持续发展的目标是在满足人类需要的同时，强调人类的行为要受到自然界的制约，强调人类代际之间、人类与其他生物种群之间、不同国家和不同地区之间的公平。它包括经济可持续发展、社会可持续发展、资源可持续发展、环境可持续发展02三月2023新人教版20194金属元素在自然界中的存在02三月2023新人教版20195存在：除了金、铂等极少数金属，绝大多数金属元素以化合物的形式存在于自然界。

金属的冶炼原理【思考与讨论】 1、金属元素为什么大多以化合物的形式存在？金属元素在化合物中的化合价有什么特点？

2、金属冶炼从物质类别的视角分析，其实质是什么？从化学反应类型的视角分析，其实质是什么？02三月2023新人教版20196金属元素原子最外层电子数大多小于等于3个，易失电子，活动性较强金属元素在化合物中的化合价都显正价金属元素的化合物金属元素的单质实质：还原反应Mn++ne-=M金属冶炼的方法【思考与讨论】 3、写出金属活动性顺序表。从左向右金属性（还原性）变化规律是怎样？相应的金属离子的氧化性变化规律是怎样的？

02三月2023新人教版20197KCaNaMgAlZnFeSnPb（H）CuHgAgPtAu金属性逐渐减弱，还原性减弱K+Ca2+Na+Mg2+Al3+Zn2+Fe2+Sn2+Pb2+（H）Cu2+Hg2+Ag+PtAu金属离子氧化性逐渐增强金属的冶炼方法【思考与讨论】 3、根据氧化还反应的强弱规律，要把金属元素从化合物中还原出来，所选还原剂应满足什么关系？

02三月2023新人教版20198K+Ca2+Na+Mg2+Al3+Zn2+Fe2+Sn2+Pb2+（H）Cu2+Hg2+Ag+PtAuKCaNaMgAlZnFeSnPb（H）CuHgAgPtAu还原剂还原剂的还原性大于还原产物的还原性所选还原剂的还原性越来越强金属的冶炼方法金属的冶炼方法：

02三月2023新人教版20199很不活泼的金属物理方法（沙里淘金）化学性质稳定，自然界中以单质形式存在很活泼的金属还原性很强，难以找到还原性更强并合适的还原剂KCaNaMgAlZnFeSnPb（H）CuHgAgPtAu电解方法不活泼，阳离子氧化比较强热分解法大部分金属，在高温下，用焦炭、一氧化碳、氢气等作还原剂热还原方法不活泼的金属活泼的金属金属的冶炼方法小结金属的冶炼方法：

02三月2023新人教版201910物理方法（沙里淘金）KCaNaMgAlZnFeSnPb（H）CuHgAgPtAu电解方法热分解法热还原方法热还原法除了用焦炭、一氧化碳、氢外，一些活泼金属也可作还原剂Fe2O3+2Al2Fe+Al2O3高温铝热反应的原理。利用这个原理，可以来冶炼比较贵重的金属、焊接铁轨等铝热反应【铝热反应】（视频链接）（1）把两张圆形滤纸分别折叠成漏斗状套在一起，取出内层滤纸，在其底剪一小孔后用水润湿，再套回原处，并架在铁圈上如图所示，下面放置一盛沙子的蒸发皿。（2）将5g干燥的氧化铁粉末和2g铝粉均匀混合后放入纸漏斗中，在混合物上面加少量氯酸钾固体，

中间插一根用砂纸打磨过的镁条（3）用燃着的小木条点燃镁条，观察现象02三月2023新人教版201911铝热反应【铝热反应】（视频链接）现象：结论：02三月2023新人教版201912(1)镁条剧烈燃烧(2)氧化铁粉末和铝粉发生剧烈的反应(3)反应放出大量的热,并发出耀眼的白光(4)纸漏斗的下部被烧穿,有熔融物落入沙中冷却后变为黑色固体在高温下,铝与Fe2O3发生反应,放出大量的热铝热反应【铝热反应】（视频链接）(1)铝热反应的引燃剂为镁条,助燃剂为氯酸钾。(2)铝热剂为混合物,是由铝粉和金属氧化物(Fe2O3、Fe3O4、Cr2O3、V2O5、MnO2等)粉末组成的。(3)镁条要打磨净表面的氧化膜,否则难以点燃;氧化铁粉末与铝粉要选择干燥的;铝粉要用没有被氧化的,否则反应难以进行(4)蒸发皿中的细沙要适量,既要防止蒸发皿炸裂,又要防止熔融的液体溅出伤人。02三月2023新人教版201913注意问题金属的冶炼方法识记写出下列方法冶炼金属的化学方程式并识记①热分解法：加热分解HgO：

加热分解Ag2O：②热还原法：H2还原CuO：高炉炼铁：铝热反应：02三月2023新人教版2019142HgO2Hg＋O2↑△2Ag2O4Ag＋O2↑△CuO＋H2Cu＋H2O△Fe2O3＋3CO2Fe＋3CO2△Fe2O3+2Al2Fe+Al2O3高温金属的冶炼方法识记③电解法：冶炼钠：___________________________冶炼镁：_____________________________冶炼铝：_____________________________④其他方式：湿法炼铜：_________________________02三月2023新人教版2019152NaCl（熔融）2Na＋Cl2↑电解MgCl2（熔融）Mg＋Cl2↑电解2Al2O3（熔融）2Al+3O2↑电解Fe＋CuSO4===FeSO4＋Cu练习古代炼丹术士葛洪所著《抱朴子》中记载：“丹砂烧之成水银。”唐代诗人刘禹锡在《浪淘沙九首》（之六）中有云：“日照澄洲江雾开，淘金女伴满江隈。美人首饰侯王印，尽是沙中浪底来。”北宋科学家沈括在《梦溪笔谈》中写道：“信州铅山县有苦泉，流以为涧。挹其水熬之，则成胆矾，烹胆矾则成铜。熬胆矾铁釜，久之亦化为铜。”文中涉及了哪些金属的“冶炼”？写出相关的化学方程式。02三月2023新人教版2019162HgO2Hg＋O2↑△Fe＋CuSO4===FeSO4＋Cu淘金，物理法合理开发和利用金属矿物资源【思考与讨论】生产1mol铝消耗的电能至少为1.8⨯106J，回收铝质饮料罐得到铝与从铝土矿相比，前者的能耗仅为后者的3%∼5%。通过对上述数据的分析和比较，结合图8-1和8-2，你想到了什么？请将你的想法与同学交流02三月2023新人教版201917合理开发和利用金属矿物资源【思考与讨论】启示1、从铝土矿制铝消耗的能量要远远高于回收铝质饮料罐得到铝消耗的能量，因而在实际生产过程中必须考虑投入和产出，要考虑成本2、加强废旧金属的回收和再利用是合理开发和利用金属资源的重要途径。要树立金属垃圾也是一种宝贵资源的理念。在日常生活中，要大力倡导金属垃圾的分类回收和再利用，养成自觉珍惜自然资源、节约资源、爱惜环境和保护环境的意识02三月2023新人教版201918合理开发和利用金属矿物资源【思考与讨论】启示3、实际工业生产中，从金属矿物到纯金属的冶炼过程是一个复杂的过程，往往涉及许多其他物质和反应，在得到所需产品的同时，也会产生废弃物。因此必须考虑废弃物的处理和生产对环境的影响，形成绿色化学观念和可持续发展意识02三月2023新人教版201919合理开发和利用金属矿物资源【阅读课本99页，结合思考与讨论得到的启示回答问题】1、为什么要合理开发和利用金属矿物资源？2、合理开发和利用金属矿物资源的措施有哪些？02三月2023新人教版2019201、金属矿物资源有限且分布不均2、冶炼金属要消耗大量能量，也易造成污染3、金属腐蚀普遍存在，造成大量损失(1)提高金属矿物的利用率。(2)开发环保高效的金属冶炼方法。(3)防止金属的腐蚀。(4)加强废旧金属的回收和再利用。(5)使用其他材料代替金属材料。1、下表中金属的冶炼原理与方法不完全正确的是(

)练习C练习2、下列说法正确的是（） A.在金属化合物中金属元素都显正价 B.在自然界中金属元素都以化合态的形式存在 C.金属的活动性越强，即金属失电子的能力超强 D.金属冶炼过程中，金属化合物得到电子发生氧化反应02三月2023新人教版201922AC练习3、孔雀石的主要成分是Cu2(OH)2CO3。我国古人用孔雀石和焦炭混合共热的方法炼铜，其冶炼就去属于（） A.热还原法 B.湿法炼铜 C.热分解法 D.电解冶炼法02三月2023新人教版201923A练习3、下列有关铝热反应的说法中，不正确的是（） A.利用了铝的还原性