8.1.1金属矿物的开发利用-ppt课件-（2019）新人教版高中化学必修二.rar

1、第一节自然资源的开发利用第1课时金属矿物的开发利用【学习目标与核心素养】【学习目标与核心素养】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。 核心素养1、变化观念：认识金属冶炼的原理、方法和理解金属冶炼遵循的一般规律。2、社会责任：认识金属回收的意义，树立环保意识。菱铁矿(FeCO3)赤铁矿(Fe2O3)磁铁矿(Fe3O4)黄铁矿(FeS2)黄铜矿(CuFeS2)辉铜矿(Cu2S)铝土矿(Al2O3)软锰矿(MnO2)钨锰铁矿自然金自然铂自然铜陨铁氟化钙(CaF)菱镁矿(MgCO3)思考与交流：金属元素在自然界中有哪些存在形式 一、金属

2、元素在自然界中的存在 1、金、铂等极少数金属以游离态的形式存在。2、绝大多数金属元素以化合物的形式存在。人们在生活和生产中使用的金属材料多是纯金属或合金，如何从矿石中得到金属单质？多功能军工刀高压钠灯铜导线铁锅不锈钢锅钛合金羽毛球拍镍合金门锁铂合金首饰钠钾合金二、金属的冶炼1、金属的冶炼：将金属从其化合物中还原出来，用于生产各种金属材料的过程。2、金属冶炼的实质：是利用 原理，使矿石中的金属离子电子被 成金属单质。即： 。氧化还原反应得到 还原 Mnne=M想一想：我们以前学过哪些还原金属的方法？K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb (H) Cu Hg Ag Pt Au3、金属冶

3、炼的方法：金属单质还原性（失电子能力） 金属阳离子氧化性（得电子能力） 依次减弱依次增强(1)物理提取法：适用于极不活泼的金属（如：铂Pt、金Au）(3)热还原法：适用于大多数中等活泼金属的冶炼常用的还原剂：焦炭、一氧化碳、氢气、CuOH2CuH2OFe2O33CO2Fe3CO2高温2CuOC2CuCO2高温活泼金属(Al)K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb (H) Cu Hg Ag Pt Au (2)热分解法：适用于一些不活泼的金属（如：Hg、Ag）2HgO = 2Hg + O2 2Ag2O = 4Ag + O2 三、铝热反应把两张圆形滤纸分别折叠成漏斗状套在一起，使四周都有

4、四层。把内层漏斗取出，在底部剪一个孔，用水润湿，再跟另一纸漏斗套在一起，架在铁圈上，下面放置盛沙的蒸发皿。把15g炒干的氧化铁粉末和6g铝粉混合均匀，放在纸漏斗中，上面加少量氯酸钾并在混合物中间插一根镁条，用燃着的小木条点燃镁条。实验现象镁条剧烈，火星四射，发出，放出；纸漏斗的下部被烧穿，有落入蒸发皿内的细沙上，冷却后变为黑色固体。结论燃烧耀眼的白光大量的热熔融物（2）在冶金工业上也常用这一反应原理，使铝与金属氧化物反应，冶炼钒、铬、锰等高熔点金属。10Al+3V2O5 = 6V + 5Al2O3高温4Al + 3MnO2 = 3Mn+ 2Al2O3高温2Al + Cr2O3 = 2Cr +

5、Al2O3高温（1）铝热反应的原理可用于焊接钢轨。想一想：能否利用铝热反应制取镁？铝粉和某些金属氧化物(Fe2O3、Cr2O3、V2O5等)组成的混合物叫铝热剂。只有Al和比Al活动性弱的金属形成的氧化物组成的混合物才能称之为铝热剂。(4)电解法：适用于K、Ca、Na、Mg、Al等非常活泼的金属MgCl2 (熔融)= Mg + Cl2 电解2Al2O3 (熔融)= 4Al + 3O2电解冰晶石2NaCl (熔融)=2Na + Cl2电解冰晶石的化学式是Na3AlF6（六氟合铝酸钠），其作用是降低氧化铝熔化所需温度，降低能耗。K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb (H) Cu Hg

6、 Ag Pt Au 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?物质MgOAl2O3MgCl2AlCl3熔点/28522054714190（以分子形式存在）沸点/3600298014121802.Al2O3熔点比AlCl3高很多，那么工业上为什么常用电解熔融Al2O3生产金属铝，而不用电解AlCl3的方法生产铝?思考与交流(5)其他方法湿法炼铜火法炼铜CuSO4FeCuFeSO4Cu2SO2 2CuSO2高温特殊方法NaKCl KNaCl高温计算表明，生产1mol铝消耗的电能至少为1.8106J，回收铝质饮料罐得到铝与从铝土矿制铝相比，前者的能耗仅为后

7、者的3%5%。通过对上述数据的分析和对比，你想到了什么？请将你的想法和同学交流。思考与交流 从铝土矿制铝消耗的能量要远远高于回收铝制饮料罐得到铝消耗的能量，因而实际生产过程中必须考虑投入与产出，要考虑成本。 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。 实际工业生产中，从金属矿物到纯净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。 地球上的金属矿物资源是有限的，且分布不均。人类通过金属的冶炼，每年从自然界中提取数亿吨计的金属，这个过程会消耗许多能量，也易造成环境污染。而金属的腐蚀现象普遍存在，也造成了大量的损失。途径提高金属矿物的利用率开发环保高效的金属冶炼方法加强废旧金属的回收和再利用使用其他材料代替金属材料四、合理开发、利用金属资源防止金属的腐蚀课堂小结金属活动性顺序与金属冶炼方法的关系： Zn Fe Sn Pb (H) CuK Ca Na Mg AlHg AgPt Au电解法热还原法热分解法物理方法