金属矿物的开发利用课件2025-2026学年高一下学期化学人教版必修第二册

第八章化学与可持续发展第一节自然资源的开发利用第1课时金属矿物的开发利用赏宝金属的使用时间NaMgAlZnFeSnPbCuHgAgPtAu约200年前约3000年前铁器时代约5000年前青铜时代约10000年前铝制厨具长矛铁刀合金汽车商后司母戊鼎青铜时代铁器时代铝器时代金属冶炼原理1.金属在自然界中的存在形式2.金属冶炼的原理

将金属从其化合物中还原出来用于生产和制造各种金属材料的过程。得电子，被还原Mn+

M+ne-3.冶炼金属的步骤采矿→矿石富集→金属冶炼→精炼游离态铂金化合态一、金属矿物资源的开发利用--寻宝课本P98从课本中找出获得金属单质的方法有哪些？直接开采热分解法

热还原法电解法为什么不同金属的冶炼方法不同？--炼宝金属活泼性不同，金属越活泼，越难冶炼KCaNaMgAlZnFeSnPb(H)CuHgAgPtAu强弱电解法热还原法热分解法富集法做笔记课本P98富集法：适用于极不活泼的金属的冶炼如PtAu1、物理方法KCaNaMg

Al︱ZnFeSnPb(H)Cu︱

HgAg︱PtAu富集法《浪淘沙》-刘禹锡千淘万漉虽辛苦，吹尽狂沙始到金。美人首饰侯王印，尽是沙中浪底来。淘金原理：金的密度比沙大直接开采二、金属的冶炼--炼宝①热分解法：适用于不活泼的金属冶炼如HgAgKCaNaMg

Al︱ZnFeSnPb(H)Cu︱

HgAg︱PtAu热分解法富集法古代炼丹术家葛洪，曾经在他的著作《抱朴子》中记载有“丹砂烧之成水银”。HgS==Hg+S2HgO==2Hg+O2↑2Ag2O==4Ag+O2↑二、金属的冶炼--炼宝②热还原法：适用于中等活泼的金属冶炼KCaNaMg

Al︱ZnFeSnPb(H)Cu︱

HgAg︱PtAu热分解法富集法热还原法常用的还原剂一般选用C、CO、H2及较活泼金属如Al等初中已经学过的高炉炼铁和氢气还原氧化铜。Fe2O3+3CO===2Fe+3CO2高温CuO+H2===Cu+H2O高温铝热反应：Fe2O3+2Al===Al2O3+2Fe高温二、金属的冶炼--炼宝铝热反应2Al＋Fe2O32Fe＋Al2O3高温①镁条剧烈燃烧；②铝热剂发生剧烈的反应；③反应放出大量的热，并发出耀眼的白光；④纸漏斗的下部被烧穿，有熔融物落入沙中。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。二、金属的冶炼--炼宝探究课堂1、铝热反应需要高温条件，是否还需要持续加热？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。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？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。3、蒸发皿中铺少量细沙的作用是什么？一是防止蒸发皿炸裂，二是防止生成的熔融物溅出。沙应用：①焊接钢轨；②定向爆破；③冶炼熔点高的金属（如钨、钒、铬、锰等）3V2O5+10Al===6V+5Al2O3高温

写出Al和V2O5、MnO2、Cr2O3发生铝热反应的方程式。3MnO2+4Al===3Mn+2Al2O3高温Cr2O3+2Al===2Cr+Al2O3高温铝热剂：

铝和金属氧化物组成的混合物。2、化学方法③电解法：适用于非常活泼的金属冶炼KCaNaMg

Al︱ZnFeSnPb(H)Cu︱

HgAg︱PtAu热分解法富集法热还原法电解法Na：

Mg:

Al:

2NaCl(熔融)2Na＋Cl2↑电解MgCl2(熔融)Mg＋Cl2↑电解2Al2O3(熔融)4Al＋3O2↑电解冰晶石能否用MgO？1、能否用AlCl3？2、冰晶石的作用？二、金属的冶炼--炼宝物质MgCl2MgOAlCl3Al2O3熔点/℃71428521902054冶炼镁时，选择MgCl2还是MgO？冶炼铝时，选择AlCl3还是Al2O3？为什么？金属氧化物熔点高，金属氯化物熔点低，耗能少，成本低。AlCl3是共价化合物，熔融状态下不导电。注意事项：1、电解熔融状态而不是水溶液2、冰晶石的作用是降低Al2O3的熔点思考：3、其他金属的冶炼方法湿法炼铜信州铅山县有苦泉，流以为涧。其水熬之，则成胆矾，烹胆矾则成铜。熬胆矾铁釜，久之异化为铜。——沈括《梦溪笔谈》西汉《淮南万毕术》有“曾青得铁，则化为铜”的记载。Fe+CuSO4=FeSO4+Cu用矿(硫化矿，主要成分为Cu2S)二百五十箩……入大旋风炉，连烹(灼烧)三日三夜，方见成铜。——明·陆容《菽园杂记》火法炼铜Cu2S+O2=2Cu+SO2二、金属的冶炼--炼宝

高温KCaNaMgAlZnFeSnPb(H)CuHgAgPtAu活泼(氧化物、氯化物)中等活泼(C、CO、H2、Al等)不活泼(氧化物)电解法物理法热分解法热还原法火法炼铜(高温冶炼黄铜矿)Cu2S+O22Cu+SO2↑

高温湿法炼铜Fe+CuSO4=FeSO4+Cu课堂小结三、合理开发利用金属资源的原因及途径--用宝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）原因：①______________________；②开发环保高效的金属冶炼方法；③________________________；④_________________________；⑤使用其他材料代替金属材料。提高金属矿物的利用率

防止金属的腐蚀加强废旧金属的回收和再利用2）措施：1、判断题(1)在自然界中金属元素都以化合态的形式存在()(2)利用化合物冶炼金属时，金属元素一定发生还原反应()(3)越活泼的金属元素，人类利用的越晚()(4)用热还原法冶炼金属时，可以用H2将Mg从化合物中还原出来()(5)铝热反应的本质是用铝将比铝活泼性弱的金属从其化合物中置换出来(6)可以通过电解饱和食盐水的方法获取金属钠()(7)可以通过电解熔融的MgO和AlCl3来制备金属Mg、Al()×√√×√××1.下列关于金属冶炼的说法正确的是()A.通过电解饱和食盐水制备金属钠B.热还原法常用的还原剂有CO、H2、C等C.金属Mg、Al均能通过电解熔融氯化物的方法获得D.人类历史上金属被发现的顺序与金属的活泼性无关B2.下列有关金属冶炼的方法不正确的是()A.制镁:将海水富集得到的氯化镁溶液电解得到镁和氯气B.制铁:用焦炭和空气反应产生的C