人教版（2019）必修二 8.1 金属矿物的开发利用 课件（共17张PPT）

(共17张PPT)
第八章 第一节、自然资源的开发利用
金属矿物的开发与利用
【学习目标】
学习目标
1.通过金属冶炼原理的学习和冶炼方法的归纳，理解氧化还原反应在金属矿物开发中的应用，构建金属冶炼的思维模型。
2.通过铝的冶炼成本的计算，认识合理开发和利用金属资源的重要性和必要性。
3.通过铝热反应的实验分析，认识化学方法在实现物质转化中的作用和贡献，感受化学科学在生产、生活中的应用价值。能够从化学的角度分析从自然资源到产品的转化途径。
问1.常见的金属矿物资源有哪些？金属元素在自然界中的存在形式？
金矿Au
铂矿Pt
赤铁矿
磁铁矿
硫铁矿
菱铁矿
黄铜矿
Cu2FeS4
CuFeS2
斑铜矿
孔雀石
Fe2O3
Fe3O4
FeS2
FeCO3
CuCO3·Cu(OH)2
任务一：金属的冶炼，方程式的书写
请你思考，三组材料发生了什么反应？
金属的获得通过什么反应类型实现？
金属的获得通过氧化还原反应实现
问2.金属冶炼的概念及原理是什么？
任务二：阅读教材，知识回顾与整理
完成学历案上的内容
（1）请默写金属活动顺序表
（2）请你写出学历案上剩余金属的制备反应方程式
（3）思考金属冶炼的方法有哪些？金属的活泼性与金属冶炼方法有什么关系？
一、金属冶炼的原理与方法
①定义：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在工业上称为金属的冶炼。
Mn+ +ne- → M
②原理：
③冶炼方法：
K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb (H) Cu Hg Ag Pt Au
电解法
热还原法
热分解法
物理提取法
金属离子得电子能力：弱 →强
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。
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。
金属冶炼的一般思路
实验现象
实验结论
反应的化学方程式：
Fe2O3+2Al === 2Fe + Al2O3
高温
铝热剂
剧烈反应，发出耀眼的白光。纸漏斗的下部被烧穿，有熔融物落入沙中
在高温下，铝与Fe2O3发生反应，放出大量的热，能将铁单质置换
二、应用体验，铝热反应
注：镁条的作用：引燃剂
请同学们完成学历案上的思考2
铝热法：用金属铝做还原剂冶炼活泼性不如铝且“高熔点”的金属（Cu、Fe、V、Cr、Mn等）
焊接钢轨，冶炼高熔点，且活泼性比铝差的金属
应用
【思考与讨论】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比较，结合图8-1和8-2，你想到了什么？请将你的想法与同学交流
三、金属矿物的开发利用（完成学历案内容）
【思考与讨论】启示
1、从铝土矿制铝消耗的能量要远远高于回收铝质饮料罐得到铝消耗的能量，因而在实际生产过程中必须考虑投入和产出，要考虑成本
2、加强废旧金属的回收和再利用是合理开发和利用金属资源的重要途径。要树立金属垃圾也是一种宝贵资源的理念。
3、实际工业生产中，从金属矿物到纯金属的冶炼过程往往涉及许多其他物质反应，在得到所需产品的同时，也会产生废弃物。因此必须考虑废弃物的处理和生产对环境的影响，形成绿色化学观念和可持续发展意识
1、为什么要合理开发和利用金属矿物资源？
1、金属矿物资源有限且分布不均
2、冶炼金属要消耗大量能量，也易造成污染
3、金属腐蚀普遍存在，造成大量损失
2、合理开发和利用金属矿物资源的措施有哪些？
(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。
思考与讨论
物质 MgO Al2O3 MgCl2 AlCl3
熔点/oC 2852 2054 714 190（以分子形式存在）
沸点/oC 3600 2980 1412 180
已知有关物质的熔沸点数据如下表:
参考上述数据填空和回答问题.
工业上为什么常用电解熔融MgCl2的方法生产金属镁,而不用电解MgO的方法生产镁
因为MgO的熔点远高于MgCl2,所以电解熔融的MgO需要更多的能量,更高的温度,成本更高。
思考3
1.本主题你学习了哪些金属冶炼的方法？金属冶炼方法的选择与金属的活泼性之间有什么关系？
2.金属制备本质是什么？金属制备提取的一般思路和方法是怎样的？
3.通过本节课的学习，你是否体会到合理开发和利用金属资源的重要性和必要性？
课堂小结
(1)所有金属单质必须通过化学反应才能获得(　　)
(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(　　)
×
√
判断正误
提示　活泼性非常弱的金属，如金、铂等，在自然界中以单质形式存在，可以通过物理方法获得。
提示　金属冶炼的本质就是利用还原剂，将金属从化合物中还原出来。
√
提示　越活泼的金属，其金属阳离子氧化性越弱，越难被还原，因此利用的时间就越晚。
四、课堂检测
1.工业炼铁是在高炉中进行的,高炉炼铁的主要反应是:
该炼铁工艺中,对焦炭的实际使用量要远远高于按照化学方程式计算所需,其主要原因是（ ）
A.CO过量 B.CO与铁矿石接触不充分
C.炼铁高炉的高度不够 D.CO与Fe2O3的反应有一定限度
D
2.在冶金工业上，均能用热还原法制得的一组金属是(　　)。
A. Na、Mg、Al B. Na、Zn、Fe
C. Zn、Fe、Cu D. Mg、Al、Zn、Fe
C
课堂检测：
3．下列说法正确的是 (　　)
A．地球上金属矿物资源丰富，可以任意开采
B．金属冶炼会消耗很多能量，但不会污染环境
C．应加强废旧金属的回收和再利用
D．金属材料可用其他材料完全代替
课堂检测：
C
4.工业上用铝土矿(主要成分为Al2O3，含Fe2O3杂质)为原料冶炼铝的工艺流程如图所示。
下列叙述正确的是(　 　)
A．试剂X是氢氧化钠溶液
B．反应①过滤后所得沉淀为氢氧化铁
C．图中所示转化反应都不是氧化还原反应
D．生成Al(OH)3沉淀的化学方程式为NaAlO2＋CO2＋2H2O===Al(OH)3↓＋NaHCO3
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