(共24张PPT)
第1课时
金 属 矿 物 的 开 发 利 用
第一节 自然资源的开发利用
课程性质
课程标准
1.了解金属在自然界中的存在形式。
2.理解金属冶炼的原理，掌握活泼性不同的金属冶炼方法。
3.形成金属冶炼方法知识模型，培养证据推理与模型认知能力。
4.认识合理开发和利用金属资源的重要性和必要性，增强社会责任感。
课程标准与素养目标
教学重点：金属的冶炼方法、铝热反应
教学难点：金属活动性顺序与金属冶炼方法的关系
重点、难点
素养目标
重点难点
思考回答
1.人类最早发现的金属是什么？古人问什么没有用它来制作工具？
2.人类最早冶炼和使用的金属是什么？你知道它的哪些冶炼方法？
金，稀少、质软，不适合做工具
铜，湿法炼铜（曾青得铁则化为铜）、火法炼铜。
一、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：
二、金属冶炼的方法
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》
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》
铜 的 冶 炼
湿法炼铜
火法炼铜
铁 的 冶 炼 ：高 炉 炼 铁
1.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
二、金属冶炼的方法
沙里淘金
金矿石
铂矿石
二、金属冶炼的方法
2.淘洗法：物理分离，适用于很不活泼的金属，如金、铂。
古法炼汞
古法炼银
2HgO 2Hg + O2 ↑
2Ag2O 4Ag + O2 ↑
3.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。
二、金属冶炼的方法
1799年意大利物理学家伏打发明了将化学能转化为电能的伏打电池，为化学研究开辟了新天地。
1807年，英国化学家戴维将白金导线通入熔融的氢氧化钾中，接通电流。奇迹出现了：电极上出现了水银似的金属颗粒,通过电解法制得的第一种金属诞生了！那就是金属钾。之后，戴维用同样的方法电解得到了钠、钙、镁等金属。但制铝却失败了。
汉弗莱·戴维
伏打与伏打电池
思 考
电解饱和食盐水，能不能得到金属钠？
4. 电解法冶炼钠、镁、铝
2NaCl (熔融) 2Na + Cl2↑
除了金属钠之外，活动性顺序在金属锌之前的金属都可以采用电解法进行冶炼。
2AlCl3 (熔融) 2Al + 3Cl2 ↑
2Al2O3(熔融) 4Al + 3O2↑
MgCl2 (熔融) Mg + Cl2 ↑
共价化合物
电 解 法
降低Al2O3熔点
Na2O
MgO
√
√
思考
为什么冶炼镁时电解MgCl2而不是MgO？
(已知：MgO的熔点为2852 ℃，MgCl2的熔点为118 ℃)
某地探明有大量铝土矿（主要成分为Al2O3,还含有Fe2O3等杂质），现你作为该厂特聘人员，协助完成金属铝得冶炼：
Al2O3(Fe2O3)
NaOH溶液
过滤
NaAlO2
CO2
过滤
Al(OH)3
加热
Al2O3
电解
Al
铝土矿
氧化铝
电解铝
净化
精炼
铝锭
提纯
电解
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。
二、金属冶炼的方法
5. 铝 热 反 应
铝 热 反 应
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
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。
注意：高温是反应的引发条件，反应本身放出大量的热
Fe2O3 + 2Al 2Fe + Al2O3
1.用铝热法还原下列氧化物，制得金属各1 mol，消耗铝最少的是( )
A．MnO2 B．WO3 C．Cr2O3 D．Co3O4
D
+4
+6
+3
+
8
3
矿石冶炼过程中的“三废”问题
估计一些矿物可开采的年限
（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）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
措 施
课 堂 小 结
一个关系
人
自然
利用金属矿物资源
合理利用、环境保护
课 堂 小 结
一个过程
矿石
纯净物
单质
化合物
单质
物理提纯
化学反应
提纯
金属的冶炼
不同的方法
课 堂 小 结
根据金属活动性顺序不同，采用不同的冶炼方法
电解法
热还原法
热分解
游离态
K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb (H) Cu Hg Ag Pt Au
一个方法
教 学 结 束
谢 谢
