8.1.1金属矿物的开发利用课件高一下期化学人教版

课时1金属矿物的开发与利用

第八章

化学与可持续发展第一节自然资源的开发与利用学习目标1.通过联系旧知、归纳总结，认识金属冶炼的原理和冶炼方法，理解氧化还原反应在金属矿物开发中的应用，构建金属冶炼的思维模型。2.通过讨论交流、数据分析，以铝的冶炼为例，了解金属冶炼成本的计算方法，认识合理开发和利用金属资源的重要性和必要性。3.通过资料收集、阅读思考，能从化学的角度分析从自然资源到产品的转化途径，认识化学方法在实现物质转中的作用和贡献，感受化学科学在生产、生活中的应用价值。自主学习阅读P98资料卡片，回答：（1）自然资源包括哪些？根据其能否再生可以分为什么？（2）可持续发展包括哪些？自然资源分类与可持续发展目标土地与土壤资源矿产资源生物资源水资源能源资源环境资源自然资源经济可持续发展、社会可持续发展资源可持续发展、环境可持续发展可再生资源不可再生资源植物、微生物、可降解塑料袋、水资源、地热资源等金属矿产和非金属矿产(煤、石油、天然气、土壤等)、核能等可持续发展目标真实情景

金属材料是当前乃至未来人类发展与生存的重要物质基础，你知道拿破仑三世的刀叉具和纽扣为什么都用铝制造吗？筵席上，他为什么为多数客人提供金餐具，而只让少数客人使用铝餐具呢？教学过程下图是人类使用金属的历史年代数据

，你能发现什么规律吗？金属的使用时间NaMgAlZnFeSnPbCuHgAgPtAu约200年前约3000年前铁器时代约5000年前青铜时代约10000年前金属冶炼方法的选择取决于：金属在自然界中的存在状态和金属的活泼性。金属越活泼，冶炼时所需条件要求越高，在人类历史上出现相对晚一些。金属越不活泼，冶炼的方法越简单，人们使用的时间越早，所以有青铜、铁器等时代的发展历程。1.金属元素在自然界中的存在形态游离态金、铂化合态

白云石CaMg[CO3]2

菱镁矿MgCO3黄铜矿CuFeS2铝土矿Al2O3

赤铁矿Fe2O3

黄铁矿FeS2

辉铜矿Cu2S天然金教学过程如何从金属矿物中提炼金属呢？试从氧化还原的角度分析。将金属从其化合物中还原出来，用于生产各种金属材料，这一过程在工业上称为金属的冶炼。2、金属的冶炼Mn+M得电子实质：Mn+氧化性越强M对应还原性越弱越活泼得金属越难冶炼越不活泼得金属越容易冶炼教学过程探究课堂富集法：适用于极不活泼的金属的冶炼如

PtAuK

Ca

Na

Mg

Al

Zn

Fe

Sn

Pb

(H)

Cu

Hg

Ag

Pt

Au《浪淘沙》-刘禹锡千淘万漉虽辛苦，吹尽狂沙始到金。美人首饰侯王印，尽是沙中浪底来。

淘金原理：金的密度比沙大直接开采物理方法材料:材料：丹砂烧之成水银，积变又还成丹砂一一葛洪《抱朴子》。2HgO

2Hg+O2↑2Ag2O

4Ag+O2↑化学方法①热分解法：适用于不活泼的金属冶炼如

Hg

AgHgS

2Hg+S↑丹砂教学过程材料：炼矿曰扯铜，其法矿千斤(氧化矿，灼烧得CuO)用炭七八百斤不等，炉如夹墙，底作圆窠……而铜沉于低，有流碣，即铜成之候矣———清·张泓《滇南新语》。2CuO+C=2Cu+CO2↑②

热还原法：适用于中等活泼的金属冶炼K

Ca

Na

Mg

Al

Zn

Fe

Sn

Pb

(H)

Cu

Hg

Ag

Pt

Au常用的还原剂一般选用

C、CO、H2及较活泼金属如Al等Fe2O3+3CO===2Fe+3CO2

高温CuO+H2===Cu+H2O高温铝热反应：Fe2O3+2Al===Al2O3+2Fe高温教学过程教学过程①

冶炼高熔点金属，如铬、锰、钨、钒等②

金属焊接，如焊接钢轨

3MnO2+4Al

3Mn+2Al2O3

高温Cr2O3+2Al

2Cr+Al2O3

高温铝热反应在工业上的应用教学过程化学方法K

Ca

Na

Mg

Al

Zn

Fe

Sn

Pb

(H)

Cu

Hg

Ag

Pt

Au③

电解法：适用于非常活泼的金属冶炼MgCl2(熔融)===Mg+Cl2↑电解2Al2O3(熔融)===4Al+3O2↑电解冰晶石2NaCl(熔融)===2Na+Cl2↑电解有人说，如果时光可以倒流，他最想做的事情是背上行囊，装满铝，回到拿破仑时代换回许多金子。教学过程为什么为什么冶炼Na、Mg都是电解其熔融氯化物，而冶炼Al却电解其熔融氧化物?电解铝时加入冰晶石的作用是什么?教学过程其他金属的冶炼方法信州铅山县有苦泉，流以为涧。其水熬之，则成胆矾，烹胆矾则成铜。熬胆矾铁釜，久之异化为铜。——沈括《梦溪笔谈》湿法炼铜用矿(硫化矿，主要成分为Cu2S)二百五十箩……入大旋风炉，连烹(灼烧)三日三夜，方见成铜———明·陆容《菽园杂记》。高温高温湿法炼铜火法炼铜综合成本、转化率、环境友好等因素，你会选择哪种方案?热还原法

Cu2S+O2===2Cu+SO2;2CuO+C===2Cu+CO2↑Fe+CuSO4

===FeSO4+Cu教学过程归纳总结金属的活泼性与冶炼方法的关系

金属单质还原性、失电子能力依次减弱

金属阳离子氧化性、得电子能力依次增强从金属矿物中冶炼金属的认知模型选矿预处理粉碎冶炼精炼湿法应用储量、品位教学过程

常见的含铁矿石有赤铁矿(Fe2O3)、磁铁矿(Fe3O4)、菱铁矿(FeCO3)、黄铁矿(FeS2)等，运用金属冶炼流程的认知模型，预测冶炼铁的基本过程。赤铁矿(Fe2O3)磁铁矿(Fe3O4)菱铁矿(FeCO3)黄铁矿(FeS2)选矿冶炼精炼应用预处理干法热还原法选择合适的还原剂H2、C、CO

小组合作完成P99的思考与讨论教学过程3、合理开发和利用金属矿物资源(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。教学过程课后练习1、冶炼金属一般有下列四种方法：①焦炭法②水煤气(或氢气，或一氧化碳)法③活泼金属置换法④电解法。四种方法在工业上均有应用。古代有(Ⅰ)火烧孔雀石炼铜；(Ⅱ)湿法炼铜；现代有(Ⅲ)铝热法炼铬；(Ⅳ)从光卤石中炼镁，对它们的冶炼方法的分析不正确的是(

)A．(Ⅰ)用①B．(Ⅱ)用②C．(Ⅲ)用③D．(Ⅳ)用④2、下列冶炼方法中，不能将化合物中的金属元素还原为金属单质的是(

)A．加热Al2O3

B．加热HgOC．电解熔融NaClD．铝粉和Fe2O3共热课后练习3、下列说法错误的是()A．有些活泼金属(如铝)可用作热还原法的还原剂B．加强热，使氧化铜在高温条件下分解可制备单质铜C．金属冶炼的实质是金属阳离子得到电子被还原成金属单质D．回收旧金属可以重新制成金属或它们的化合物4、铝能用于冶炼难熔的金属(如Cr、V、Mn等)，这不是因为()A．铝具有还原性B．铝具有导电性C．铝较Cr、V、Mn等价格便宜D．冶炼反应放出大量的热小结金属冶炼本质方法Mn＋＋ne－===M，即金属元素由