2023-2024学年人教版高中化学必修第二册 8.1.1 自然资源的开发利用（共17张PPT）

(共17张PPT)
第八章 第一节 自然资源的开发利用
教学目标：
1. 了解金属在自然界中的存在形式。
2. 掌握金属的冶炼原理及常见方法。
3. 了解金属回收和资源保护的意义。
金 Au
铂 Pt
单质：
（游离态）
赤铁矿Fe2O3
孔雀石Cu2(OH)2CO3
铝土矿Al2O3
化合物：
（化合态）
1
2
3
5 000多年前 青铜时代
3 000多年前 铁器时代
20世纪开始大量使用铝型材
思考：从化学反应的角度思考如何从金属矿物中获取金属单质？
一、金属材料的发展和应用
1、选择角度，对常见金属冶炼方法进行分类。
二、金属冶炼的方法与原理
将金属矿物中的金属从其化合物中还原出来，用于生产各种金属材料--- 金属冶炼
2、你还熟悉哪些获得金属单质的方法？
n+
M
得电子
M
(被还原)
原理：
铝热反应的实验装置
铝热反应
1.实验原理：
2Al＋Fe2O3 2Fe＋Al2O3
高温
引燃剂
助燃剂
铝热剂
防止熔融金属炸裂蒸发皿
实验现象记录如下：
①铝热剂剧烈反应，发出耀眼的白光。
②纸漏斗下端被烧穿，有红热熔融物落入细沙上，冷却后变为黑色固体，能被磁铁吸起。
铝＋某些金属氧化物 Al2O3＋金属
高温
铝热反应
2、从金属冶炼的方法来看，铝热反应属于哪一种方法？
1、原理：
热还原法
3、要实现这一反应，被冶炼的金属应符合什么条件？（从金属活泼性考虑）
不如铝活泼
反应本身也是一个放热反应
应用：
①.焊接钢轨
②.冶炼高熔点的金属（钒、铬、锰）
铝热反应
1、为什么不同的金属冶炼方法不同？
金属的活动性不同，对应的金属阳离子得电子能力不同
K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb (H) Cu Hg Ag Pt Au
物理方法
热分解法
热还原法
2、微观角度解释为什么人类使用铁器比使用铜器晚？
金属活动性越强，金属原子失电子能力越强，其对应的阳离子得电子能力越（ ），氧化性越（ ），越难被（ ），所以越难被冶炼，越晚被使用。
弱
弱
还原
K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb (H) Cu Hg Ag Pt Au
物理方法
热分解法
热还原法
K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb (H) Cu Hg Ag Pt Au
热分解法
热还原法
物理方法
1860年拿破仑三世请各国国王和贵族吃饭。拿破仑三世为这些贵宾，准备了精美异常的金银餐具。奇怪的是，皇帝拿破仑三世自己则用一套，貌不惊人的铝制餐具。铝是帝王贵族们享用的珍宝。
法国
皇帝拿破仑三世
K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb (H) Cu Hg Ag Pt Au
热分解法
热还原法
电解法
强有力的氧化还原手段
物理方法
1886年是铝冶炼史上具有划时代意义的一年。美国大学生霍尔和法国大学生埃鲁各自独立的研究出电解氧化铝制铝法。在实验中，霍尔发现，向氧化铝中加入冰晶石，可以将氧化铝的融化温度从2050摄氏度降低到950摄氏度左右。这一创新方法大大降低了能耗，使人们能够大规模工业化生产铝。
思考与讨论
物质 MgCl2 MgO AlCl3 Al2O3
熔点/℃ 714 2852 190 2054
（1）冶炼金属铝时，选择Al2O3而不是AlCl3？为什么？
（2）冶炼金属镁时，选择MgCl2而不是MgO？为什么？

因为AlCl3为共价化合物，熔融态不能电离。
因为MgO的熔点很高，耗能太大。
金属冶炼既要考虑可行性、又要考虑能耗问题。
1、计算表明，生产1 mol 铝消耗的电能至少为1.8 ×106J，回收铝质饮料罐得到铝能耗仅为它的3%~5%。
我为发展来献计
2、人类通过金属的冶炼，每年从自然界中提取数以亿吨计的金属，这个过程中会消耗许多能量，也易造成环境污染。而金属腐蚀现象普遍存在，也造成了大量损失。
我为发展来献计
3、地球上的金属矿物资源是有限的，且分布不均。部分矿物可供
开采的年限。
我为发展来献计
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
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