8-1-1金属矿物的开发利用（教学课件）-高中化学人教版

情景导入法国皇帝拿破仑是一个喜欢炫耀自己的人。他常常大摆宴席，宴请天下宾客。每次宴会，他总是摆出一副高人一等的样子。餐桌上的用具几乎全是用银制成的，唯有他自己用的那一个碗却是铝制品。由于早期炼铝十分困难，所以铝的价格十分昂贵，一度超越金银之上，直至19世纪上半叶，铝还是欧洲许多高级珠宝店的高档货。

为什么贵为法国皇帝，在当时却不用高贵而亮丽的银碗，而用色泽要暗得多的铝碗呢？金属的冶炼第一节自然资源的开发利用第一课时金属矿物的开发利用

1.了解化学方法在金属矿物的开发和利用（主要是金属冶炼）。

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.掌握铝热反应的原理。

目标展示金矿

Au铂矿

Pt少数不活泼金属以游离态存在（如金和铂）问：金属在自然界中有哪些存在形态？黄铜矿赤铁矿铝矿锰矿钨矿锌矿常见的金属矿物资源

白云石CaMg[CO3]2

辰砂HgS黄铜矿CuFeS2菱镁矿MgCO3

大多数金属以化合态存在1.如果需要金属单质，那怎么办?小组讨论2.冶炼金属的原理?步骤和方法?课本98页在公元前6000年到7000年左右，人们就能冶炼出铜铜镜汉武帝时铜币先秦刀币冶炼金属要追溯到古代金属冶炼是把金属矿石中的金属离子还原成单质的过程，经过三个步骤。1.冶炼的步骤：

第一步：矿石的富集：除去杂质，提高矿石中有用成分含量。

第二步：冶炼利用氧化还原反应，在一定条件下，把金属离子还原成单质。

第三步：精炼：采用一定方法，提炼纯金属。

（一）金属的冶炼Fe2O3+3CO==2Fe+3CO2

高温得电子

能由此找出金属冶炼的实质吗？？

2.金属冶炼的实质

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。M得电子M（被还原）n+化合物单质氧化还原反应分析化合价变化（被还原）（金属被还原）1.为什么不同金属选择不同的冶炼方法？2.金属被还原的难易与什么有关？任务驱动（1）不活泼金属——物理方法Pt、Au淘金原理原理:金的质量较沙重,在淘去粗沙后,用水银滚动吸附金,水银是已知唯一可以粘附金的物质.3.金属冶炼的一般方法(2)热分解法（适合一些不活泼金属）2HgO===2Hg+O2↑加热2Ag2O===4Ag+O2↑加热Hg、Ag（3）热还原法（适用于大部分金属）CuO+H2===Cu+H2O高温Fe2O3+3CO===2Fe+3CO2

高温注：除了CO、H2、C等做还原剂外，一些活泼金属如Al等也可做还原剂还原金属反应现象：镁条剧烈燃烧，放出大量的热，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——铁。Fe2O3+2Al===2Fe+Al2O3高温1、镁条的作用是什么？2、氯酸钾的作用是什么？铝热反应

结论：一些活泼的金属也可作还原剂还原金属问题分析化合价氧化剂还原剂+300+3引燃剂助燃剂（提供氧气）反应类型：置换反应（氧化还原反应）原则：强换弱（适用于制备比铝弱的金属）金属氧化物+铝==金属+氧化铝

铝热剂(1)焊接钢轨，(2)冶炼金属。铝热反应的应用：铝热反应小结1、概念：2、原理：3、铝热剂：4、反应特点：铝和金属氧化物在高温下发生剧烈反应并放出大量热的化学反应。铝＋某些金属氧化物金属＋氧化铝

高温铝和某些金属氧化物（如Fe2O3、Cr2O3、V2O5）组成的混合物。高温下进行，并放出大量的热5、应用：①冶炼高熔点的金属②焊接钢轨。MnO2+Al===高温Cr2O3+Al===高温Co3O4+Al===高温其它的铝热反应：请同学们完成下列方程3Mn+2Al2O32Cr+Al2O39Co+4Al2O3（4）电解法（适合一些非常活泼金属）MgCl2(熔融)===Mg+Cl2↑电解2Al2O3(熔融)===4Al+3O2↑电解冰晶石2NaCl(熔融)===2Na+Cl2↑电解思考：电解氯化钠溶液能制得钠吗？②“熔融”是熔融态而不是水溶液。③必须是离子化合物，共价化合物熔融不导电。注意：①电解其熔融盐或氧化物。1.火法炼铜2.湿法炼铜Cu2S+O22Cu+SO2高温CuSO4+FeCu+FeSO4其它冶炼方法注：同一种金属可能有不同的冶炼方法，可根据原料、生产设备、金属的用途等来确定。讨论：金属越活泼，越

失电子，该金属离子就越

得电子，还原出该金属就越

。易难难结论：

由于不同的金属离子的得电子能力不同，所以要采用不同强度的冶炼方法

要根据金属的活动性顺序不同，采取不同的冶炼方法课堂小结金属的冶炼方法KCaNaMgAl

ZnFeSnPb

(H)Cu

HgAg

PtAu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＋某些金属氧化物金属＋Al2O3

高温铝热反应铝热剂：混合物应用：①冶炼高熔点的金属（FeCrMnWV等）②焊接钢轨MgCl2(熔融)===Mg+Cl2↑2Al2O3(熔融)===4Al+3O2↑2NaCl(熔融)===2Na+Cl2↑电解电解电解冰晶石CuO+H2===Cu+H2OFe2O3+3CO===2Fe+3CO2

Fe2O3+2Al===2Fe+Al2O3高温高温高温2Ag2O===4Ag+O2↑2HgO===2Hg+O2↑加热加热

我们每年数以亿吨计的向自然界索取金属资源，资源就会越来越少，直至有一天枯竭。怎样才能使金属资源可持续发展？小组讨论：小资料以铝为例，生产一吨原铝至少要消耗四吨铝土矿资源。当前全球原铝的年产量约2500万吨，年消耗铝土矿超过一亿吨，如果照此发展下去，地球上的铝土矿资源就会越来越少，直至有一天枯竭。阅读：(1)节约矿物资源(2)节约能源(3)减少环境污染（四）合理开发和利用金属矿物资源1、主要途径：①提高金属矿物的利用率②减少金属的使用量③加强金属资源的回收和再利用④使用其他材料代替金属材料2、回收金属的意义：1.铝能用于冶炼难熔的金属如Fe、Mn等,这是因为铝(

)A.具有两性B.导电性好C.熔点低D.具有还原性,且冶炼反应中放出大量的热D巩固训练2.金属锂是密度最小的金属，等质量的金属，锂可以释放出更多的电子，故常用来制造高性能电池。已知锂的金属性介于钠和镁之间，则冶炼金属锂应采用的方法是(

)A．电解法 B．热还原法C．热分解法 D．铝热法A3.下表中金属的冶炼原理与方法不完全正确的是(

)C巩固训练4.冶炼金属常用以下几种方法:①以C、CO或H2做还原剂;②利用铝热反应原理还原;③电解法;④热分解法。下列金属各采用哪种方法还原最佳(用序号填写下列空白)(1)Fe、Zn、Cu等中等活泼金属________。(2)Na、Mg、Al等活泼或较活泼金属________。(3)Hg、Ag等不活泼金属________。(4)V、Cr、Mn、W等高熔点金属________。①③④②巩固训练5.下图为铝热反应的实验装置,请回答下列问题:(1)引发该铝热反应的操作为______________________________。(2)若将氧化铁换成氧化镁