开发利用金属矿物和海水资源第一课时

1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1课时新课标人教版高中化学课件系列化学必修22黄铜矿赤铁矿铝矿锰矿钨矿锌矿自然界矿物中的金属元素存在形态?天然金Au天然铂Pt金属矿物的开发利用3人类最早发现和应用的金属金属矿物的开发利用4C+2CuO==CO2↑+2Cu高温铜镜汉武帝时铜币先秦刀币

铜是人类第一种大量使用的金属，结束了漫长的“石器时代”。

在公元前6000年到7000年左右，人类开始迈进了象征古代文明开端的“铜器时代”。资料卡片Cu2(OH)2CO3

＝2CuO+H2O+CO2↑孔雀石金属矿物的开发利用5这是英法联军洗劫焚毁世界建筑史上最杰出的园林——圆明园后，被劫掠到国外的珍贵文物——铜虎头，2000年在香港被拍卖。由中国派员出高价将其赎回。记住我们的国耻：中国还有上百万件珍贵文物流失海外金属矿物的开发利用6人类最早是在由天而降的陨石中获得单质铁的，陨石中含铁量高达90%以上。古代阿拉伯人曾传说“天上的金雨落进沙漠里变成了黑色的铁”。济南陨铁新疆陨铁南极洲陨铁金属矿物的开发利用7一、金属的冶炼人们日常应用的金属材料，多为合金或纯金属，这就需要把金属从矿石中提炼出来，这就是人们常说的金属的冶炼。1.金属冶炼的实质利用氧化还原反应，使金属化合物中的金属阳离子得到电子变成金属原子。即：Mn++ne-M想一想:要使金属矿物转化为金属单质,金属元素的化合价如何变化,发生什么反应?金属矿物的开发利用8结论：①金属位置越靠后，越易被还原，用一般的还原方法即可；

②金属位置越靠前，越难被还原，要用较强的还原手段来还原金属活动性顺序大约100多年前大约2500年前大约4000年前KCaNaMgAlZnFeSnPb(H)CuHgAgPtAu金属矿物的开发利用9金属活动性顺序KCaNaMgAlZnFeSnPb(H)CuHgAgPtAu金属活动性由强逐渐减弱(1)热分解法(2)热还原法(3)电解法二、金属冶炼的方法的选择快速阅读课本88页内容，找出金属冶炼有多少种方法，分别是什么？适用于金属活动顺序表中的哪些金属?要根据金属的活动性顺序不同，采取不同的冶炼方法金属矿物的开发利用10（1）热分解法练习:写出HgO、Ag2O受热分解的化学方程式（适用Hg及其以后的不活泼金属）KCaNaMgAlZnFeSnPb(H)CuHgAgHgAg2HgO＝2Hg+O2↑△2Ag2O＝4Ag+O2↑△金属矿物的开发利用11（2）热还原法

适用于金属活动性顺序表中的中间的多数金属。它是金属冶炼的常用方法。常用的还原剂有：活泼金属、CO、H2、C(焦炭)KCaNaMgAlZnFeSnPb(H)CuHgAgZnFeSnPb(H)Cu金属矿物的开发利用12湿法炼铜:Fe+CuSO4＝FeSO4+Cu火法炼铜:Cu2S+O2＝2Cu+SO2高温金属矿物的开发利用13实验4-1铝热反应金属矿物的开发利用142Al+Fe2O32Fe+Al2O3高温反应现象：镁条剧烈燃烧，发出耀眼的白光，纸漏斗内剧烈反应，纸漏斗被烧穿，有熔融物落入沙中，沙子上落有黑色铁珠。铝热剂：铝与氧化铁的混合物镁条为引燃剂氯酸钾为助燃剂金属矿物的开发利用15铝热反应的应用

铝热反应的原理可以应用在生产上，如用于焊接钢轨。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，冶炼钴、铬、锰等。金属矿物的开发利用16请写出MnO2、Cr2O3分别与Al反应的化学方程式。结论：铝也是还原剂，在一定的条件下与某些金属氧化物反应，把其中的金属还原成单质。所以一些活泼的金属也可作还原剂。铝＋某些金属氧化物Al2O3＋金属高温3MnO2+4Al===3Mn+2Al2O3高温Cr2O3+2Al===2Cr+Al2O3高温金属矿物的开发利用17⑶电解法在金属活动性顺序中，K、Na、Ca、Al等几种金属的还原性很强，这些金属的阳离子难得电子，因此不能用一般的方法和还原剂使其从化合物中还原出来，而只能用通电分解其熔融盐或氧化物的方法来冶炼。KCaNaMgAlZnFeSnPb(H)Cu

HgAgPtAuKCaNaMgAl金属矿物的开发利用182NaCl(熔融)═2Na+Cl2↑电解金属矿物的开发利用19练习:

写出电解MgCl2、Al2O3的化学方程式MgCl2

═Mg+Cl2↑电解(熔融)2Al2O3═4Al+3O2↑电解(熔融)冰晶石金属矿物的开发利用20镁在地壳中含量只有铝的四分之一，而且镁比铝更加活泼，所以要想矿物质中获取镁，代价比铝更高。海洋中含有大量的氯化镁，海水又咸又苦。咸是因为含有氯化钠，苦是因为含有氯化镁，同样道理，粗盐易潮解是因为其中含有较多的氯化镁，而氯化镁易吸水。据估算，假如每年从海水中提取1亿吨镁再过一百万年，海水中镁的含量也只会从目前的0.13%降低到0.12%，即只减少了万分之一。可谓取之不尽，用之不竭。金属矿物的开发利用21(1)途径提高金属矿物的利用率减少金属的使用量加强金属资源的回收和再利用使用其他材料代替金属材料何为自然资源与可持续发展。如何合理利用矿物资源，坚持可持续发展战略？(2)意义节约矿物资源节约能源减少环境污染阅读教材P89最后一段阅读教材P88资料卡片金属矿物的开发利用22金属的回收和环境保护回收金属的意义：（1）节约矿物资源（2）节约能源（3）减少环境污染金属铝的回收与利用金属矿物的开发利用23表4-1常见金属的冶炼原理金属冶炼原理FeFe2O3+3CO===2Fe+3CO2(高炉炼铁)Fe2O3+2Al===2Fe+Al2O3(铝热法炼铁)高温高温CuCu2S+O2===2Cu+SO2(火法炼铜)Fe+CuSO4===FeSO4+Cu(湿法炼铜)高温MgMgO+C===Mg+CO↑MgCl2(熔融)===Mg+Cl2↑高温Al2Al2O3(熔融)===4Al+3O2↑电解冰晶石Na2NaCl(熔融)===2Na+Cl2↑电解电解金属矿物的开发利用24KCaNaMgAlZnFeSnPb(H)CuHgAgPtAu金属单质的还原性减弱，金属离子的氧化性增强电解法热还原法热分解法物理提取法金属活动性顺序与金属的冶炼方法小结(1)为什么不同的金属的冶炼方法不同?(2)为什么人类使用铁器比使用铜器晚?金属矿物的开发利用25练习1、下列各种冶炼方法中，可以制得相应金属的是（）A、加热氧化铝B、加热碳酸钙C、电解熔融氯化钠D、氯化钠与铝粉高温共热2、根据金属在金属活动顺序表中的位置及性质，推测制取下列金属最适宜的方法：①Na

②Zn

③Hg

④Au

C电解法加热还原法加热分解法物理提取法金属矿物的开发利用263、金属冶炼的目的是（）A、把金属化合物还原为金属单质B、除去金属中的杂质C、把金属单质变为氧化物D、把电能转变为化学能4、工业上常采用电解法冶炼的金属是（）