中国探明储量居世界前列的主要矿种 居世界第一 钒.doc

中国探明储量居世界前列的主要矿种 居世界第一 钒、钛、锌、钨、铋、锑、稀土、菱镁矿、萤石、硫铁矿、重晶石、石膏、叶蜡石、汞 居世界第二 钼、煤、磷、石棉、石墨上学期金属的冶炼高二化学课件我国古代冶金史1、我国早在_时候就能制造出青铜器，青铜器的主要成分是_。2、我国早在_时期就能炼铁。3、我国早在_时候就能湿法炼铜，主要原理是用化学方程式表示）_。商代铜锡合金春秋西汉在自然界中，矿物、动物及植物体内都会有金属元素。其中少数化学性质不活泼的金属能以态存在，如；大多数总是以_态存在。金属的存在游离金和铂以及少量的银和铜化合金属的冶炼1从矿石中提炼金属的一般步骤:（1）第一步是矿石的，除去，提高；（2）第二步是，利用原理，在一定条件下，用把矿石中的金属离子；（3）第三步是，采用一定的方法，进一步提纯金属。富集杂质提高矿石中有用成分的含量冶炼氧化还原反应还原剂还原成金属单质精炼2冶炼金属的常用方法金属的冶炼（1）加热分解法适用于冶炼金属。例如：位于金属活动性顺序表氢之后的汞和银，其氧化物受热即能分解，化学方程式为：；。一些不活泼适用范围：在金属活动顺序中，位于氢后面的金属。（2）加热还原法常用的还原剂有、_和等，适用于冶炼多种金属。写出用加热还原法冶炼部分金属的化学方程式：焦炭COH2活泼金属大多数金属的冶炼适用于此法。（3）电解法适用于冶炼金属。电解法通常要消耗大量，成本。写出用电解法冶炼部分金属的化学方程式：钾、钙、钠、铝等活泼金属电能较高（3）电解法（I）因为这些金属单质的还原性太强，所以只能用电解法冶炼。（IV）对于某些不活泼的金属，如铜、银等，也常用电解其盐溶液的方法进行精炼。（II）电解时必须熔化这些盐或氧化物，只有这样才能导电。（III）电解法的优点是所得金属的纯度一般较高，但要消化大量电能，价格较贵。地球上的金属矿产资源是有限的，而且是不能。对废旧金属金属的冶炼开发利用金属矿物和海水资源学习目标 1了解化学方法在金属矿物开发（主要是金属冶炼）及海水资源开发中的作用。 2掌握金属冶炼的一般原理基础及不同金属的冶炼方法。 3掌握从海水中提取镁、钾、溴、碘等化工产品原理及方法。 4认识到关心科学、研究科学和探索科学的精神。 教学重难点： 本节教学重点：掌握金属冶炼的一般原理基础，了解适用于不同金属的冶炼方法。了解海水资源开发和利用。 课时安排：两课时 教学过程： 【引言】 例1. 第28届国际地质大会提供的资料显示，海底蕴藏着大量的天然气水合物，俗称“可燃冰”。“可燃冰”是一种晶体，晶体中平均每46个水分子构成8个笼，每个笼内可容纳1个CH4分子或1个游离的H2O分子。若晶体中每8个笼有6个容纳了CH4分子，另外2个笼被游离的H2O分子填充。则“可燃冰”的平均组成可表示为（ ） A. 3CH4H2O B. CH43H2O C. CH46H2O D. CH48H2O 解析：“可燃冰”是一种甲烷化合物，要推测“可燃冰”的平均组成，关键是要根据题目提供的信息推测“可燃冰”中甲烷分子与水分子的个数比。题目中所提到的“笼”，可使我们联想到民间的“灯笼”，以8个“笼”为1个单元，每8个“笼”由46个水分子构成，而其中又填充了6个CH4分子、2个H2O分子，所以CH4分子与H2O分子的个数比为6（462）18。所以，正确答案是D。 象“可燃冰”这样，由两种或两种以上的分子依靠分子间作用力结合在一起的具有一定结构和功能的聚集体叫超分子。 人们通常将化学物质进行分类，在原子、分子乃至超分子等不同的结构层次上研究物质及其发生化学变化的规律，认识物质在变化过程中表现出的性质。所有这些都是人类利用自然资源、丰富物质世界的重要科学依据。本节课我们主要以金属矿物为例，一起认识和体会化学在自然资源开发和利用中的意义和作用。 第一课时 金属矿物的开发和利用 阅读课本P80资料卡片 自然资源与可持续发展 广义地讲，所谓自然资源，是指在一定时间、地点的条件下能够产生经济价值的，以提高人类当前和将来福利的自然环境因素和条件的总称。可持续发展的目标是满足人类需要，强调人类的行为要受到自然界的制约、强调代际之间、人类和其它生物种群之间、不同国家和不同地区之间的公平。它包括经济的可持续发展，社会的可持续发展、资源可持续发展、环境可持续发展和全球可持续发展。 【新课】第一课时 金属矿物的开发和利用 一、 金属单质在自然界中的存在形式 少数化学性质不活泼的金属，在自然界中能以游离态存在，如金、铂、铜、银；化学性质比较活泼的金属，在自然界中以化合态存在。大多数金属在自然界中是以化合态存在的，如铝以铝土矿形式存在，铁以铁矿石形式存在。 二、金属的冶炼 金属冶炼是工业上将金属从含有金属元素的矿石中还原出来的生产过程。金属的活动性不同，可以采用不同的冶炼方法。总的说来，金属的性质越稳定，越容易将其从化合物中还原出来。 金属冶炼的方法主要有： （1）热分解法 对于不活泼金属，可以直接用加热分解的方法将金属从其化合物中还原出来，例如： 2HgO2Hg+O2 2Ag2O4Ag+O2 （2）热还原法 在金属活动性顺序表中处于中间位置的金属，通常是用还原剂（C、CO、H2、活泼金属等）将金属从其化合物中还原出来，例如： Fe2O3+3CO2Fe+CO2 WO3+3H2W+3H2O ZnO+CZn+CO MgO+CMg(g)+CO(g) Fe+CuSO4=FeSO4+Cu Fe2O3+2Al2Fe+Al2O3（铝热反应） 【演示实验】课本P81实验4-1 注意事项：实验时要注意安全，反应装置应远离易燃物；铝粉要细（200目以上），最好用铝银粉（商业名称）；预先擦去镁带的氧化膜，长度约需10 cm（过短热量不够，影响实验效果。 现象：，镁条剧烈燃烧，并发出耀眼的光芒。纸漏斗的下部被烧穿，有熔融物落入沙中。待熔融物冷却后，除去外层熔渣，可以发现落下的是铁珠。 结论：Fe2O3+2Al2Fe+Al2O3（铝热反应） 铝热反应的特点：高温引燃剧烈放热，体现氧化铝高熔点的性质。 应用：焊接钢轨冶炼高熔点金属 （3）电解法 非常活泼的金属用一般的还原剂很难将它们还原出来，通常采用电解熔融的金属化合物的方法冶炼活泼金属，例如： 2NaCl（熔融）2Na+Cl2 4NaOH（熔融）4Na+O2+2H2O MgCl2（熔融）Mg+Cl2 2Al2O34Al+3O2 一些对纯度要求较高的不活泼金属也可以采用电解其盐溶液的方法来进行冶炼，例如： 2CuSO4+2H2O2Cu+2H2SO4+O2 （4）有些金属可以利用氧气从其硫化物中冶炼出来，例如： Cu2S+O22Cu+SO2 结论：（学生总结）金属活动顺序表中不同金属冶炼方法的选择 K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb（H）Cu Hg Ag 【思考】为什么人类使用铁器比使用铜器晚？ 金属使用的先后与金属冶炼的难易有关。 三、金属提炼步骤： （1）矿石的富集、除杂；（2）冶炼；（3）精炼。 矿产资源是大自然赋予人类的宝贵财富，但并非取之不尽用之不竭，随着人们的开发利用，将会日渐减少，因此要加强金属资源的回收和再利用，节约矿产资源。我国幅员辽阔，是世界上矿产资源比较丰富、矿产品种比较齐全的国家。我国矿产资源总值居世界第3位，但人均拥有量约为世界人均水平的。因此，我们更应注意金属的回收和资源的保护。 课堂练习1 冶炼金属一般有下列四种方法：焦炭法，水煤气（或H2或CO）法，活泼金属置换法，电解法。四种方法在工业上均有应用。古代有（）火烧孔雀石法炼铜，（）湿法炼铜，现代有（）铝热法炼铬，（）从光卤石（KClMgCl26H2O）中炼镁，对它们的冶炼方法分析不正确的是（ ）A（）用B（）用C（）用D（）用解析：（）（）（）（）发生的反应分别是：（）符合（） 符合（） 符合（）先从光卤石中提取MgCl2，再电解MgCl2， 符合答案：B课堂练习2 工业上用铝土矿（主要成分是Al2O3）生产铝的过程，可用简单示意图表示如下（图中字母代表有关物质的分子式） 写出反应的方程式。 答案： Al2O3+2NaOH=2NaAlO2+H2O 2NaAlO2+CO2+3H2O=2Al(OH)3+Na2CO3 Na2CO3+Ca(OH)2=CaCO3+2NaOH 2Al(OH)3Al2O3+3H2O 【作业】课本P85全部习题 第四章 化学与自然资源的开发利用第一节 开发利用金属矿物和海水资源第一课时【教学目标】知识与技能1、了解金属元素在自然界的存在形态。2、掌握金属冶炼的原理和方法。 3、掌握铝热反应及其应用。 过程与方法1、培养学生的自学能力和查阅相关资料进行分析概括的能力。 2、通过案例探究培养学生学会运用观察、实验、比较、分类、归纳、概括等方法对获取的信息进行加工。情感态度与价值观1、体会化学在自然资源开发和利用中的意义和作用，揭示化学与可持续发展的重要关系，树立资源保护意识及合理开发意识。2 、认识化学在环境保护钟的作用，树立绿色化学的观念。【教学重点、难点】教学重点：了解化学方法在金属矿物开发（主要是金属冶炼）的作用。教学难点：学生在掌握金属冶炼的一般原理基础上，了解适用于不同金属的冶炼方法。 【教具准备】多媒体课件、铝粉、Fe2O3粉末、氯酸钾固体、镁条、滤纸、药勺、铁架台【教学过程】【引言】我们知道化学的研究和应用对自然资源的合理开发和综合利用方面发挥着重要的作用，利用化学的变化，可以改变物质原有的组成和结构，使之更具有优异的性质和功能，还可以合成自然界原本没有的物质，还可以开发人类所须的能源，下面我们就以金属矿物和海水资源的综合利用为例来认识化学对自然资源的重要意义。【板书】一、金属矿物的开发利用【质疑】 金属元素在自然界中是以何种形式存在？【板书】 1、金属的存在：游离态：金和铂等少数不活泼的金属；化合态：多数比较活泼的金属 【设问探究】1.金属的冶炼指什么？【学生活动】 阅读教材P88后回答。 【讲解并板书】 （正确评价学生的回答并复述）把金属从矿石中提炼出来的过程就称为金属的冶炼。【板书】思考： 2.冶炼金属又是根据什么原理？【讲解】其实要从矿物当中把金属提炼出来，也就是要把化合态的金属转化为金属单质，实质是用还原的方法使金属化合物中的金属离子得到电子变成金属原子。【板书】（1）冶炼金属的原理：冶炼金属的实质是用还原的方法使金属化合物中的金属离子得到电子变成金属单质。Mn+ + ne- =M【设问探究】金属的冶炼需要哪些步骤？【讲解】大多数金属矿石里含有杂质，如石英、石灰石等，因此在冶炼金属时首先需要富集矿石。在富集好的矿石中利用不同方法将金属还原出来，最后进行提纯。【板书】（2）冶炼金属的步骤：矿石富集-金属冶炼-精炼【设问探究】金属冶炼又有哪些方法？你们觉得金属活动性顺序与金属冶炼方法有没有联系呢？如果有，有什么规律吗？【分析】金属的活泼性越大，其单质在化学反应中就越容易失电子，其离子的得电子能力就越弱，所以越难还原为金属单质。【板书】所以，从活动性顺序表看，金属越靠后，其离子越易被还原，用一般方法就可以使其还原，而金属的位置越前，其离子越难被还原，故最活泼的金属必须用更强的还原手段来还原。【板书】不同金属冶炼方法的选择：要根据金属的活动性不同，采取不同的冶炼方法（3）金属冶炼的方法 热分解法 电解法 热还原法热分解法: 适用于Hg、Ag等不活泼金属的冶炼。电解法: 适用于钾、钙、钠、镁、铝等非常活泼金属的冶炼。热还原法:适合大部分金属的冶炼原理：在高温下发生氧化还原反应，常用的还原剂有焦炭、一氧化碳、氢气等。以及一些活泼金属也可做还原剂。 高温高温Fe2O3+3CO=2Fe+3CO2 CuO+H2=Cu+H2O 高温 2CuO+C=2Cu+CO2 【实验探究】 实验 41问题：1.实验产生什么现象?2.写出铝与氧化铁反应的化学方程式3.镁条、氯酸钾的作用（演示铝热反应，由学生描绘观察到的实验现象，写出反应方程式，并分析各种试剂的作用）。 【板书】反应现象：剧烈反应，并发出耀眼的光芒,纸漏斗的下部被烧穿，沙子上落有黑色的铁珠 高温2Al+Fe2O 3 =2Fe+Al2O 3 镁条：引燃物质 氯酸钾：助燃物质铝热剂：铝与某些金属氧化物的混合物，如Al +Fe2O3 ；Al + Cr2O3；Al+MnO22AlCr2O 3 = 2CrAl2O34Al3MnO2 = 2Al2O3 3Mn 【板书】 3.铝热反应 【应用探究】 铝热反应有什么用途呢？ 铝热反应的原理可以应用在生产上，如用于焊接钢轨等。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【讲述并板书】3、铝热反应：焊接钢轨冶炼难熔金属2AlCr2O 3 = 2CrAl2O 34Al3MnO2 = 2Al2O3 3Mn 4、金属的回收与资源保护 金属回收的意义：节约矿物资源；节约能源；减少环境污染【练习】古代的“药金”外观与金相似，常被误认为是金子，冶炼方法如下：将碳酸锌，赤铜（Cu2O)，木炭混合加热到800得金光闪闪的“药金”。“药金”的主要成分是_。写出有关冶炼的化学方程式。答案：Cu Zn ZnCO3= ZnO+CO2 2Cu2O+C= 4