金属矿物的开发利用课件高二化学上学期人教版

第八章化学与可持续发展第一节自然资源的开发利用8.1.1金属矿物的开发利用学习目标1、知道金属在自然界中的存在形态。2、熟知金属冶炼的方法及其原理。3、掌握铝热反应的原理和实验。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可再生资源不可再生资源自然资源能否再生金属矿产和非金属矿产(煤、石油、天然气、土壤等)植物、微生物、可降解塑料袋、水资源、地热资源经济可持续发展、社会可持续发展资源可持续发展、环境可持续发展黄铜矿CuFeS2赤铁矿Fe2O3铝土矿Al2O3锰矿钨矿锌矿常见的金属矿物资源金矿Au铂矿Pt1、极少数的不活泼金属(金、铂等)以游离态的形式存在2、绝大多数金属以化合物的形式存在3、在地壳中，含量最高的金属元素是铝，其次是铁一、金属元素在自然界中的存在形式1、冶炼金属的实质：n+M得电子M（被还原）使金属化合物中的金属离子得到电子变成金属原子2、冶炼金属的步骤：富集冶炼精炼二、金属的冶炼原理及步骤KCaNaMgAlZnFeSnPb(H)CuHgAgPtAu约200年前约3000年前约5000年前思考：铝是地壳中含量最高的金属元素，为什么人类对铝的使用比铁、铜晚得多？三、金属的冶炼方法KCaNaMgAlZnFeSnPb(H)CuHgAgPtAu电解法热还原法热分解法物理方法三、金属的冶炼方法1、物理方法淘金原理：美人首饰侯王印，尽是沙中海底来。

金的密度比沙大KCaNaMgAlZnFeSnPb(H)CuHgAgPtAu三、金属的冶炼方法千淘万漉虽辛苦，吹尽狂沙始到金。2、热分解法三、金属的冶炼方法KCaNaMgAlZnFeSnPb(H)CuHgAgPtAu古代炼丹术士葛洪的《抱朴子》中“丹砂烧之成水银”2Ag2O===4Ag+O2↑HgS===2Hg+S2HgO===2Hg+O2↑KCaNaMgAlZnFeSnPb(H)CuHgAgPtAu3、热还原法常用的还原剂有：CO、H2、C（焦炭）、活泼金属Fe2O3+3CO===2Fe+3CO2

高温CuO+H2===Cu+H2O高温炉火照天地，红星乱紫烟Fe2O3+2Al2Fe+Al2O3高温三、金属的冶炼方法铝热反应原理：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）定义：铝粉和金属氧化物在高温下剧烈反应并放出大量热从而获得金属单质的化学反应。反应特点：高温下进行；反应迅速并放出大量的热；新生成的金属单质呈熔融态且易于Al2O3分离。乙炔1、镁条剧烈燃烧，发出耀眼白光2、漏斗内剧烈反应，放出大量的热，火星四射3、纸漏斗的下部被烧穿，有红热熔融物落入沙中，冷却后变为黑色固体实验现象铝热反应Fe2O3+2Al===2Fe+Al2O3高温思考2、铝热反应需要高温条件，是否还需要持续加热？

铝热反应为放热反应，放出的热可以维持反应继续进行，因此不需要持续加热。3、实验中，镁条、氯酸钾的作用？引发反应的操作是什么？

镁条是引燃剂，氯酸钾为助燃剂，点燃镁条，促使氯酸钾分解，释放出氧气，使镁条更剧烈燃烧，单位时间内放出更多热量，从而引发Al和Fe2O3发生反应。1、蒸发皿中铺少量细沙的作用是什么防止蒸发皿炸裂，防止熔融的液体溅出伤人注意事项1、镁条要打磨除净氧化膜，否则难以点燃，氧化铁粉末要干燥；铝粉要保证没被氧化；2、Fe2O3与Al质量比为3:1，混合均匀；3、漏斗重叠时，四周均为四层，且内层纸漏斗要用水润湿，以防高温物从四周溅出，同时损坏纸漏斗；4、蒸发皿中细沙要适量；5、远离易燃物，通风橱内操作①焊接钢轨；②定向爆破；③冶炼熔点高的金属（如钨、钒、铬、锰等）应用：铝热反应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

铝热剂铝热反应其它的铝热反应：Fe+CuSO4==Cu+FeSO4Cu2S+O2===2Cu+SO2

高温火法炼铜湿法炼铜三、金属的冶炼方法冶炼铜的其他方法：KCaNaMgAlZnFeSnPb(H)CuHgAgPtAu4、电解法MgCl2

（熔融）Mg＋Cl2↑电解2NaCl（熔融）2Na＋Cl2↑电解2Al2O3

（熔融）4Al＋3O2↑电解冰晶石注意：冰晶石的作用是降低Al2O3的熔化温度

三、金属的冶炼方法注意：1、应该电解熔融金属化合物，而不是水溶液2、铝不能通过电解AlCl3得到，而应该电解Al2O3。因为AlCl3是共价化合物，在熔融状态下不导电。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，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。三、金属的冶炼方法（1）提高金属矿物的利用率（2）防止金属的腐蚀（3）加强金属资源的回收和再利用（5）使用其他材料代替金属材料（4）开发环保高效的金属冶炼方法四、合理开发和利用金属矿物资源小结二、金属的冶炼原理及步骤三、金属的冶炼方法KCaNaMgAlZnFeSnPb(H)CuHgAgPtAu电解法热还原法热分解法物理方法金属活动性逐渐减弱铝热反应铝＋某些金属氧化物金属＋Al2O3

高温四、合理开发和利用金属矿物资源现象“热”一、金属元素在自然界中的存在形式1、在自然界中金属元素都以化合态的形式存在2、利用化合物冶炼金属时，金属元素一定发生还原反应×3、越活泼的金属元素，人类利用的越晚4、热还原法冶炼金属时，可以用H2将Mg还原出来√√×5、铝热反应的本质是用铝将比铝活泼性弱的金属从其化合物中置换出来6、可以通过电解饱和食盐水的方法获取金属钠7、可以通过电解熔融的MgO和AlCl3来制备金属Mg、Al√××课堂练习1、下列说法错误的是A、对废旧金属的最好处理方法是回收、再利用B、提炼金属要经过矿石的富集、冶炼、精炼三步C、活泼