1、人教版人教版（20192019版）版）化学化学必修（第二册）第八章 化学与可持续发展第一节 自然资源的开发与利用第1课时金属矿物的开发利用 自然界的金属单质自然金自然金自然银自然银自然铜自然铜陨铁陨铁黄铜矿黄铜矿赤铁矿赤铁矿铝矿铝矿锰矿锰矿钨矿钨矿锌矿锌矿2023-1-6自然界的金属矿物质 金属在自然界中的存在主要有两种形式，一种是 ，一种是 ，其中除了 等极少数金属外，其他绝大多数金属都是以化合态存在于自然界。一、金属的存在游离态化合态金、铂 问题1：人们在生活和生产中使用的金属材料多是合金或纯金属，如何从矿石中得到金属单质？2.金属矿物的基本原理：金属的冶炼是将金属矿石中的 从 中提取出来
2、，用于生成和制造各种金属材料和制品。也就是说用 法把 的金属还原 的金属，即：金属在自然界中的存在主要有两种形式，一种是 ，一种是 ，其中除了 等极少数金属外，其他绝大多数金属都是以化合态存在于自然界。一、金属的存在游离态化合态金、铂二、金属冶炼的原理MnneM1.金属矿物的冶炼步骤：。金属元素还原化合态化合态游离态金属活动性顺序K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb(H)Cu Hg Ag Pt Au三、金属冶炼的方法约约200年前年前约约3000年前年前约约5000年年前前金属活动性逐渐减弱金属简单阳离子的得电子能力逐渐增强问题2：金属的冶炼和使用顺序和其活泼性有关，越不活泼的金
3、属冶炼方法越简单，为什么呢？（一）物理方法 适用于极不活泼的金属的冶炼。Pt Au 富集法（二）化学方法 1.热分解法:适用于金属活动性顺序表中氢以后的金属冶炼。Hg Ag 2.热还原法:适用于金属活动性顺序表中部的金属冶炼 Zn Fe Sn Pb(H)Cu 3.电解法:适用于钾、钠、钙、铝等活泼金属的冶炼。K Ca Na Mg Al三、金属冶炼的方法淘金原理：淘金原理：浪淘沙 -刘禹锡日照澄洲江雾开，涛金女伴满江隈。美人首饰侯王印，尽是沙中海底来。（一）物理方法金的密度比沙大金的密度比沙大三、金属冶炼的方法K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb(H)Cu Hg Ag Pt Au古
4、代炼丹术士葛洪的抱朴子中“丹砂烧之成水银”1.热分解法2HgO =2Hg+O2 2Ag2O =4Ag+O2 HgS =2Hg+S（二）化学方法三、金属冶炼的方法（2）热还原法（适用于大部分金属）（适用于大部分金属）常用的还原剂有：CO、H2、C(焦炭)、活泼金属Fe2O3+3CO=2Fe+3CO2 高温高温K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb(H)Cu Hg Ag Pt AuCuO+H2=Cu+H2O高温高温三、金属冶炼的方法铝热法：用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）三、金属冶炼的方法Fe2O3+2Al 2Fe+Al2O3高温高温3MnO
5、2+4Al 3Mn+2Al2O3高温高温Cr2O3+2Al 2Cr+Al2O3高温高温3Co3O4+8Al 9Co+4Al2O3高温高温3V2O5+10Al 6V+5Al2O3高温高温三、金属冶炼的方法MgCl2(熔融熔融)Mg Cl2 电解2NaCl(熔融熔融)2NaCl2 电解2Al2O3(熔融熔融)4Al 3O2 电解冰晶石K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb(H)Cu Hg Ag Pt Au（3）电解法三、金属冶炼的方法铝土矿冶炼铝的工艺流程溶解溶解电解电解灼烧灼烧过滤过滤酸化酸化过滤过滤铝土矿铝土矿NaOH溶液溶液残渣残渣二氧化碳二氧化碳滤液滤液H2O铝铝Al2O3+2
6、NaOH 2NaAlO2+H2ONaAlO2+CO2+2H2O Al(OH)3+NaHCO32Al(OH)3 Al2O3+3H2O2Al2O3(熔融熔融)4Al+3O2通电通电 从铝土矿中提取铝Al2O3+2NaOH 2NaAlO2+H2OAl2O3+2NaOH 2NaAlO2+H2O 铝是一种应用广泛的金属,工业上用Al2O3和冰晶石(Na3AIF6)混合熔融电解制得。铝土矿的主要成分是Al2O3和SiO2、Fe2O3等。（SiO是酸性氧化物，可以与碱溶液反应，Fe2O3是碱性氧化物，可以与酸溶液反应）。因此从铝土矿中提炼Al2O3的流程可以设计成两种方案。方案一：碱溶法问题3:“残渣”和“
7、沉淀”的化学式？前后两“滤液”主要阳离子分别式什么？写出上述过程中涉及到的化学反应方程式方案二：酸溶法问题4:前后两“沉淀”的化学式？前后两“滤液”主要阳离子分别式什么？写出上述过程中涉及到的化学反应方程式随堂演练 铝是一种应用广泛的金属铝是一种应用广泛的金属,工业上用工业上用Al2O3和冰晶石和冰晶石(Na3AIF6)混合熔混合熔融电解制得。融电解制得。I.铝土矿的主要成分是铝土矿的主要成分是Al2O3和和SiO2、Fe2O3等。从铝土矿中等。从铝土矿中提炼提炼Al2O3的流程如下的流程如下:(1)反应反应1的化学方程是的化学方程是 (2)滤液滤液I中加入中加入CaO生成的沉淀是生成的沉淀是
8、反应反应2的离子方程式是的离子方程式是随堂演练.以萤石以萤石(CaF2)和纯碱为原料制备冰晶石的流程如下和纯碱为原料制备冰晶石的流程如下:CaF2Na3AIF6E气体气体DNa2CO3、Al(OH)3（3）E可作为建就材料可作为建就材料,化合物化合物C是是 写出由写出由D制备冰晶石的化学方程式制备冰晶石的化学方程式C随堂演练物质MgOAl2O3MgCl2AlCl3熔点/oC28522054714190（以分子形式存在）沸点/oC360029801412180已知有关物质的熔沸点数据如下表已知有关物质的熔沸点数据如下表:参考上述数据填空和回答问题.(1)工业上为什么常用电解熔融MgCl2的方法生
9、产金属镁,而不用电解MgO的方法生产镁?(2)工业上为什么常用电解Al2O3冰晶石熔融混合物的方法生产金属铝,而不用电解AlCl3的方法生产铝?随堂演练金属冶炼的实质金属冶炼的实质Mn+ne-M 还原还原K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb(H)Cu Hg Ag Pt Au失电子能力失电子能力减弱减弱增强增强得电子能力得电子能力冶炼方法不同冶炼方法不同得电子能力不同得电子能力不同K+Ca+Na+Mg+Al+Zn+Fe+Sn+Pb+(H+)Cu+Hg+Ag+K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb(H)Cu Hg Ag Pt Au物理物理法法热分解法热分解法热还原法热还原法电解法电解法小结
