人教版高中化学必修2 　开发利用金属矿物和海水资源“衡水杯”一等奖

第一节开发利用金属矿物和海水资源第一页，共二十五页。人类最早发现和应用的金属资料卡片第二页，共二十五页。资料卡片

铜是人类第一种大量使用的金属，结束了漫长的“石器时代”。铜镜汉武帝时铜币先秦刀币

在公元前6000年到7000年左右，人类开始迈进了象征古代文明开端的“铜器时代”。第三页，共二十五页。青铜：主要含铜和锡、铅，有良好的强度和塑性、耐磨、耐腐蚀，主要用于制机器零件如轴承、齿轮等。黄铜：主要含铜和锌，有良好的强度和塑性、易加工、耐腐蚀，主要用于制机器零件、仪表和日用品。白铜：主要含铜和镍，它不容易生铜绿，常用于制造精密仪器和装饰品。资料卡片第四页，共二十五页。资料卡片

人类最早是在由天而降的陨铁中获得单质铁的，陨铁中含铁量高达90%以上。第五页，共二十五页。金、铂等为游离态得电子，被还原Mn+

M+ne-主要是化合态

将金属从其化合物中还原出来，使之转变为单质的过程。(1)金属在自然界中的存在形式？

(2)金属冶炼指的是什么？

一、金属矿物的开发利用

1、金属的冶炼第六页，共二十五页。思考与交流

法国皇帝拿破仑是一个喜欢炫耀自己的人。他常常大摆宴席，宴请天下宾客。每次宴会，他总是摆出一副高人一等的样子。餐桌上的用具几乎全是用银制成的，唯有他自己用的那一个碗却是铝制品。

为什么贵为法国皇帝，在当时却不用高贵而亮丽的银碗，而用色泽要暗得多的铝碗呢？

由于早期炼铝十分困难，所以铝的价格十分昂贵，一度超越金银之上，直至19世纪上半叶，铝还是欧洲许多高级珠宝店的高档货。第七页，共二十五页。自从美国青年化学家霍尔发明电解制铝法后，制铝工艺不断改进，现在人们已经熟练掌握了从铝土矿（主要成分是Al2O3）中冶炼铝的技术，使得制铝成本大大下降，使铝走入千家万户。第八页，共二十五页。电解槽2Al2O3

(熔融)4Al＋3O2↑电解冰晶石反应原理:第九页，共二十五页。

我国古代炼铁工业长期领先于世界，我国在西汉初时已经懂得用木炭与铁矿石混合高温冶炼生铁，领先欧洲一千余年，南宋末年的工匠又掌握了用焦炭炼铁，而欧洲最早的英国直到500年后（相当于清朝乾隆末年），才掌握这一技术。

古代中国劳动人民用木炭炼铁第十页，共二十五页。主要原料：铁矿石焦炭空气石灰石反应原理:Fe2O3＋3CO2Fe＋3CO2高温第十一页，共二十五页。电解法热还原法热分解法

工业上如何冶炼铝和铁?为什么铁和铝的冶炼方法不同？金属越活泼，越难冶炼2、金属冶炼方法的确定—由金属活泼性决定KCaNaMgAl

ZnFeSnPb（H）Cu

HgAg强弱电解法还原法Fe2O3＋3CO2Fe＋3CO2

高温2Al2O3

(熔融)4Al＋3O2↑

电解

冰晶石第十二页，共二十五页。

3、金属冶炼的方法举例（1）热分解法适合一些不活泼金属（一般是H后的金属）2HgO2Hg＋O2↑加热2Ag2O4Ag＋O2↑加热第十三页，共二十五页。（2）电解法适合一些非常活泼金属（Zn前金属）2NaCl(熔融)2Na＋Cl2↑电解MgCl2(熔融)Mg＋Cl2↑电解2Al2O3(熔融)4Al＋3O2↑电解冰晶石铝土矿第十四页，共二十五页。

（常用的还原剂有：焦炭、CO、H2等）（3）热还原法（Zn—Cu中等活泼金属）

Fe2O3＋3CO2Fe＋3CO2

高温2CuO+C2Cu+CO2

高温高炉炼铁主要反应WO3+3H2W+3H2O

高温

常用的还原剂还有哪些?第十五页，共二十五页。实验4－1

反应现象：镁条剧烈燃烧，放出大量的热，发出耀眼的白光，纸漏斗的下部被烧穿，有熔融物落入漏斗。引燃剂第十六页，共二十五页。2Al＋Fe2O32Fe＋Al2O3高温3MnO2＋4Al2Al2O3＋3Mn高温Cr2O3+2Al2Cr+Al2O33Co3O4+8Al9Co+4Al2O3高温高温其它铝热反应：

铝热反应：

铝＋某些金属氧化物Al2O3＋金属高温第十七页，共二十五页。铝热反应应用冶炼难熔的金属焊接钢轨

（冶练常用的还原剂有：焦炭、CO、H2、Al等活泼金属）第十八页，共二十五页。4、合理开发和利用矿物资源的途径：（1）提高金属矿物的利用率；（2）废旧金属回收；（3）寻找金属替代品。金属铝的回收与利用第十九页，共二十五页。（1）节约矿物资源；（2）节约能源；（3）减少环境污染（1）废旧钢铁用于炼钢；（2）废铁屑用于制铁盐；（3）定影液用于回收银回收金属的实例：回收金属的意义：第二十页，共二十五页。课堂练习:2、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、金属的冶炼发生的是氧化还原反应

D、金属冶炼一定要加入还原剂D1、金属冶炼的目的是（）

A、把金属化合物还原为金属单质

B、除去金属中的杂质

C、把金属单质变为氧化物

D、把电能转变为化学能A第二十一页，共二十五页。5、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、Fe、Hg、Mn，试标明适宜的冶炼方法。Al：；Mg：；Fe：；Hg：；Mn：。③③①②④3、工业上常采用电解法冶炼的金属是（）

A、FeB、CuC、AlD、Ag4、可用热分解法就可能制得的金属有（）

A.CuFeB.CaZnC.AgHgD.NaAlCC第二十二页，共二十五页。6.铝热剂中铝的作用是()A．催化剂

B．氧化剂

C．还原剂

D．填充剂C5.下列金属冶炼方法与其他三种不同的是()A．FeB．KC．MgD．AlA第二十三页，共二十五页。7.下列冶炼金属的反应，一定是置换反应的是（）

A．热分解法B．电解法

C．铝热法炼铁D．高炉炼铁C8、宋代时