金属矿物的开发利用课件 2023-2024学年高一化学同步课件与检测（人教版必修第二册）

第1课时

金属矿物的开发利用

第八章化学与可持续发展第一节

自然资源的开发利用延迟符知识与技能了解金属在自然界中的存在形式，掌握金属冶炼的一般方法和原理。以金属矿物的开发利用为例，了解依据物质的性质及其变化综合利用资源的方法，体会化学对促进人与自然和谐相处的意义。过程与方法情感态度与价值观以煤、石油、天然气的开发利用为例，了解依据物质性质及其变化综合利用资源和能源的方法。培养“科学态度与科学探究”的核心素养。以海水资源的开发利用为例，了解依据物质的性质及其变化综合利用资源的方法，体会化学对促进人与自然和谐相处的意义。培养“科学探究与社会责任的核心素养。123学习目标教学引入：自然资源的开发利用可再生资源:是指能够通过自然力以某一增长率保持或增加蕴藏量的自然资源。不可再生资源：指经人类开发利用后，在相当长的时期内不可能再生的自然资源。金属矿物的开发利用01教学引入：金属的发展历史1.1金属的冶炼1.定义：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。Mn+(化合态）得电子，被还原M（游离态）2.实质：观察与思考金属的使用时间NaMgAlZnFeSnPbCuHgAgPtAu约200年前约3000年前铁器时代约5000年前青铜时代约10000年前金属冶炼方法的选择取决于：金属在自然界中的存在状态和金属的活泼性。金属越活泼，冶炼时所需条件要求越高，在人类历史上出现相对晚一些。金属越不活泼，冶炼的方法越简单，人们使用的时间越早。1.2金属的冶炼方法沙里淘金金矿石铂矿石

1.淘洗法：物理分离，适用于很不活泼的金属，如金、铂。1.2金属的冶炼方法古法炼汞古法炼银2HgO2Hg+O2↑2Ag2O4Ag+O2↑2.热分解法：加热金属氧化物、碘化物、羰基化合物等使其分解制取纯金属。1.2金属的冶炼方法3.热还原法：在高温条件下，用氧化还原的方法将金属单质还原出来。热

还

原

法Fe2O3+3CO===2Fe+3CO2

高温CuO+H2===Cu+H2O高温高炉炼铁

氢气还原氧化铜1.2金属的冶炼方法

拿破仑大帝喜欢炫耀自己。每次宴会，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。为什么贵为法国皇帝用色泽要暗得多的铝碗呢？1.2金属的冶炼方法4.电解法：冶炼钠、镁、铝。2NaCl(熔融)2Na+Cl2↑观察与思考1.为什么冶炼镁时电解MgCl2而不是MgO，冶炼铝时电解Al2O3而不是AlCl3？(已知：MgO的熔点为2852℃，MgCl2的熔点为118℃)

工业上采用电解法冶炼铝的材料是Al2O3，而不是AlCl3，这是因为AlCl3是共价化合物，熔融时无法电离出自由移动的离子，不能导电；工业上采用电解法冶炼镁的材料是MgCl2，而不是MgO，这是因为MgO虽是离子化合物，但其熔点太高，熔融时会消耗大量热能，成本较高。2.为什么越活泼的金属被人类利用越晚？因为金属越活泼，其离子的氧化性越弱，就越难被还原，故制取和利用的时间越晚。1.2金属的冶炼方法5.其他方法Fe＋CuSO4===FeSO4＋Cu1.2金属的冶炼方法5.其他方法:铝热反应实验现象1.镁条剧烈燃烧，放出大量的热，发出耀眼的白光。2.纸漏斗的下部被烧穿，有熔融物落入沙中。3.熔融物可以被磁铁吸引。1.2金属的冶炼方法5.其他方法:铝热反应Fe2O3+2Al2Fe+Al2O3

在高温条件下，金属铝与金属氧化物发生置换反应，得到相应的金属单质，同时释放出大量的热(放出的热可以将置换出的金属融化）。铝热剂：铝与金属氧化物混合物助燃剂：KClO3，分解得O2，加速镁带燃烧，放出更多的热注意：高温是反应的引发条件，反应本身放出大量的热1.2金属的冶炼方法5.其他方法:铝热反应Fe2O3+2Al2Fe+Al2O3

铝热反应通常用来冶炼熔点很高但活动性比铝弱的金属，如钴、锰、钒、钨等，也可以用于野外焊接。Cr2O3+2Al=2Cr+Al2O3高温观察与思考

铝热反应为放热反应，放出的热可以维持反应继续进行，因此不需要持续加热。

镁条是引燃剂，氯酸钾为助燃剂，点燃镁条，促使氯酸钾分解，释放出氧气，使镁条更剧烈燃烧，单位时间内放出更多热量，从而引发Al和Fe2O3发生反应。一是防止蒸发皿炸裂，二是防止生成的熔融物溅出。1.铝热反应需要高温条件，是否还需要持续加热？3.蒸发皿中铺少量细沙的作用是什么？2.实验中，镁条、氯酸钾的作用是什么？引发反应的操作是什么？1.用铝热法还原下列氧化物，制得金属各1mol，消耗铝最少的是(

)A．MnO2B．WO3C．Cr2O3D．Co3O4课堂检测D+4+6+33+8观察与思考

计算表明，生产1mol铝消耗的电能至少为1.8×106J，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。观察与思考试从能源消耗和环境污染两个角度分析加强废旧金属回收利用的重要性。

用铝土矿生产铝，能耗高，资源消耗量大，在生产过程中会产生大量的废气、废液及废渣，对大气水体及土壤会产生很大污染；而用废旧饮料罐生产铝，能耗低，资源消耗量小，对环境污染很小，变废为宝，既可以减少废旧金属对环境的污染还可以提高矿物有效利用率，是可持续发展的必然要求。合理开发和利用矿物资源022.1自然资源开发面临的问题矿石冶炼过程中的“三废”问题估计一些矿物可开采的年限2.2合理开发利用自然资源（1）资源有限且分布不均

（2）金属的冶炼消耗许多能量（3）金属冶炼造成环境污染

（4）金属腐蚀造成大量损失（1）提高金属矿物的利用率（2）开发环保高效的金属冶炼方法（3）防止金属的腐蚀

（4）加强废旧金属的回收和再利用（5）使用其他材料代替金属材料原

因措施（1）资源有限且分布不均

（2）金属的冶炼消耗许多能量（3）金属冶炼造成环境污染

（4）金属腐蚀造成大量损失合理开发和利用金属矿物资源原

因（1）