8.1.1自然资源的开发利用课件（21页）2022-2023学年高一下学期化学人教版（2019）必修第二册

(共21张PPT)
第八章 化学与可持续发展
P95
第一节 自然资源的开发利用（1）
土地与土壤资源
矿产资源
生物资源
水资源
能源资源
环境资源
可再生资源
不可再生资源
自然资源
能否再生
自然资源是人类社会发展不可或缺的自然物质基础
植物、微生物、可降解塑料袋、水资源、地热资源
金属矿产和非金属矿产（煤、石油、天然气、土壤等
第一节 自然资源的开发利用
可持续发展的目标是在满足人类需要的同时,强调人类的行为要受到自然界的制约,强调人类代际之间、人类与其他生物种群之间、不同国家和不同地区之间的公平。
经济可持续发展
社会可持续发展
资源可持续发展
环境可持续发展等
可持续发展
金属的存在
游离态金属矿(Pt、Au等)
化合态金属矿
金属的存在
金属的冶炼
将金属从其化合物中还原出来用于生产和制造金属材料的过程在工业上叫做金属的冶炼。
治炼一般步骤：
富集
除杂,提高矿石中有用成分的含量
利用氧化还原反应将金属化合物还原成单质
提纯金属
冶炼
精炼
金属的冶炼
K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb (H) Cu Hg Ag Pt Au
约200年前
约3000年前
金属的冶炼和使用顺序和其活泼性有关，
越不活泼的金属冶炼方法越简单。
约5000年前
金属的冶炼方法
一、物理方法
美人首饰侯王印，
尽是沙中海底来。
—刘禹锡《浪淘沙》
淘金原理：
金的密度比沙大
金属的冶炼方法
一、物理方法
淘金原理：金的密度比沙大
淘去粗沙后的砂金
混汞黄金提炼法
(汞齐化)
湿法黄金提练法
(王水溶解)
金属的冶炼方法
二、化学方法
K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb (H) Cu Hg Ag Pt Au
古代炼丹术士葛洪的《抱朴子》中“丹砂烧之成水银”
1.热分解法
2HgO === 2Hg + O2 ↑
2Ag2O === 4Ag + O2 ↑
HgS ===2Hg + S
金属的冶炼方法
二、化学方法
2 .热还原法
常用的还原剂有：CO、H2、C(焦炭)、活泼金属
Fe2O3+3CO === 2Fe + 3CO2
高温
K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb (H) Cu Hg Ag Pt Au
炉火照天地，红星乱紫烟。
—李白《秋浦歌 》
金属的冶炼方法
古代用火烧孔雀石炼铜
湿法炼铜：Fe + CuSO4= FeSO4 + Cu
火法炼铜
(高温冶炼黄铜矿)
Cu2(OH)2CO3 2CuO+CO2↑+H2O
C+2CuO 2Cu+CO2↑
2CuFeS2+4O2 Cu2S+3SO2↑+2FeO
Cu2S+O2 2Cu+SO2↑
Fe2O3+2Al 2Fe + Al2O3
高温
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（Fe、V、Cr、Mn等）
应用:焊接钢轨
说明:
点燃镁条用来提供引发反应的热能,引燃剂
氢酸钾的作用是分解提供氧气,
使镁条快速充分燃烧,助燃剂。
金属的冶炼方法
Fe2O3+2Al 2Fe + Al2O3
高温
3MnO2+4Al 3Mn+ 2Al2O3
高温
Cr2O3+2Al 2Cr + Al2O3
高温
3Co3O4+8Al 9Co + 4Al2O3
高温
3V2O5+10Al 6V+ 5Al2O3
高温
铝热剂
金属的冶炼方法
金属的冶炼方法
3.用铝热反应冶炼金属,虽克服了被冶炼金属及其氧化物熔点高、难冶炼的问题,但是成本较高。
热还原法常用的还原剂:C、CO、H2、Al
1.用H2作还原剂时,生成的产物H2O在高温下以水蒸气的形式蒸发出去,使制得的金属纯度较高,但成本也较高。
2.用CO,C作还原剂冶炼金属时,CO一般在治炼炉中通过下列反应生成:C+O2=CO 、CO+C=2CO,所以用CO还原法冶炼得到的金属中混有杂质C,纯度不高
冰晶石的作用是降低Al2O3的熔化温度
K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb (H) Cu Hg Ag Pt Au
3.电解法
金属的冶炼方法
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.
(1)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
(2)工业上为什么常用电解Al2O3冰晶石熔融混合物的方法生产金属铝,而不用电解AlCl3的方法生产铝
金属的冶炼方法
金属的冶炼方法
氧化铝
冰晶石
碳素电极
液态铝
铝土矿
石油焦
和沥青焦
萤石
电解
铝锭
课本99页
金属的冶炼方法
启示1.从铝土矿中制铝消耗的能量要远远高于回收后制铝消耗的能量,因而,在实际生产过程中必须要考虑成本。
启示2.加强废旧金属的回收再利用是合理开发和利用金属资源的重要途径,树立金属垃圾也是一种重要资源的理念.在日常生活当中大力提倡垃圾分类回收再利用,养成珍惜自然资源,节约资源,爱护环境,保护环境的意识。
启示3.实际生产过程中,金属的冶炼过程是个复条过程,在得到所需产品的同时也会产生废弃物。必须考虑废弃物的处理和生产过程对环境的影响。
怎样合理开发利用金属资源？
（1）提高金属矿物的利用率
（2）防止金属的腐蚀
（3）加强金属资源的回收和再利用
（5）使用其他材料代替金属材料
（4）开发环保高效的金属冶炼方法
金属的冶炼方法
小结
金属冶炼的实质
Mn++ ne- M
还原
K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb (H) Cu Hg Ag Pt Au
失电子能力
减弱
增强
得电子能力
冶炼方法不同
得电子能力不同
K+ Ca + Na+ Mg + Al + Zn + Fe + Sn + Pb + (H+) Cu + Hg + Ag+
K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb (H) Cu Hg Ag Pt Au
物理法
热分解法
热还原法
电解法