高中化学人教版(2019)必修第二册第八章第一节自然资源的开发利用1金属矿物的开发利用(共25张PPT)

(共25张PPT)
8.1.1金属矿物的开发利用
化学必修二
通过金属冶炼原理的学习和冶炼方法的归纳，理解氧 化还原反应的应用，构建金属冶炼思维模型。
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。
了解金属回收和资源保护的意义，认识和体会化学在自 然资源开发和利用中的意义和作用。
学习目标
法国皇帝拿破仑是一个喜欢炫耀自己的人。他常常大摆
宴席，宴请天下宾客。每次宴会，他总是摆出一副高人 一等的样子。餐桌上的用具几乎全是用银制成的，唯有 他自己用的那一个碗却是铝制品。为什么贵为法国皇帝， 在当时却不用高贵而亮丽的银碗，而用色泽要暗得多的
铝碗呢
金属矿物的开发和利用
金属矿物的开发和利用
· 100多年前，为了表彰门捷列夫对化学的
杰出贡献，英国皇家学会不惜重金制作了 一个比黄金还要贵重的奖杯——铝杯，赠 送给门捷列夫。
金属矿物的开发和利用
丹砂烧之成水银。 ——葛洪《抱朴子》
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》
金属资源利用的演变发展
铜
拿破仑的铝碗
金属在自然界中的存在
除了金、铂等极少数金属以外，绝大多数金属 以化合物的形式存在于自然界。在这些金属化 合物中，金属元素都显正化合价。
金属在自然界中的存在
浪淘沙 刘禹锡 日照澄洲江雾开， 淘金女伴满江限。 美人首饰侯王印， 尽是江中浪底来。
黄铜矿 赤铁矿 铝矿 锰矿 钨矿
在地壳中，含量最高的金属元素是 ,其次是
金属在自然界中的存在
通过在一定条件下发生氧化还原反应，将金属从 其化合物中还原出来。
金属冶炼实质 Mn++ne-=M
金属阳离子 得 e一 金属原子
还原反应
金属冶炼的原理
金属冶炼的原理
金属失
电子能力
金属离子
得电子能力
K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb(H)Cu Hg Ag Pt Au
可见，越活泼的金属越难冶炼
→弱
→强
强-
弱-
①热分解法——不活泼金属 (Ag 、Hg 等)
2Hgo△ 2Hg+O 2Ag o 4Ag+O 个
金属的冶炼方法
①热分解法——不活泼金属(Ag、Hg 等 )
②电解法——活泼金属 (Na 、Mg 、Al 等)
2Al O (熔融 电解 4Al+30 个
金属的冶炼方法
冰晶石
①热分解法——不活泼金属(Ag、Hg 等 )
② 电解法——活泼金属 (Na 、Mg 、Al 等)
③热还原法——较活泼金属 (Fe 、Cu 等 ) Fe O +3c高温 2Fe+30 商炉炼铁 Fe O +2AF 高温 2Fe+Al 锅热反应 常用的还原剂：C、CO、H 、Al 等
金属的冶炼方法
铝热反应
纸漏斗 镁条
氯酸钾 氧化铁和铝 粉的混合物
细沙
利用铝热反应可以在野外焊接大截面的钢轨
2Fe+Al 锅热反应
Fe O +2AF
高温
铝热反应的原理可以应用 在生产上，如用于焊接钢轨等。 在冶金工业上也常用这一反应 原理，使铝与金属氧化物反应， 冶炼钒、铬、锰等
铝热反应的应用
坩埚 熔渣 钢水 砂型 钢轨
铝热反应
K Ca Na Mg AI Zn Fe Sn Pb(H )Cu H
g Ag Pt
电解法 热还原法 热分解
金属矿物的开发和利用
Au
金属矿物的开发和利用
思考与讨论——铝的生产
铝土矿
萤石
石油焦沥青焦
氧化铝
冰晶石
碳素电极
液态铝 铝锭
金属矿物的开发和利用
【思考与讨论】
试从能源消耗和环境污染两个角度分析加强废旧金属回收利用的重要性。
用铝土矿生产铝，能耗高，资源消耗量大，在生产过程中会产生大 量的废气、废液及废渣，对大气水体及土壤会产生很大污染；而用废旧饮 料罐生产铝，能耗低，资源消耗量小，对环境污染很小，变废为宝，既可 以减少废旧金属对环境的污染还可以提高矿物有效利用率，是可持续发展 的必然要求。
(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
金属矿物的开发和利用
义 H 属
矿物资源：
(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( )
(4)用热还原法冶炼金属时，可以用H 将Mg 从化合物中还 原出来( )
(5)铝热反应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( )
对应训练
工业上冶炼金属一般用热分解法、热还原法和电解法。
你认为选择方法的主要依据是( D )
A.金属在自然界的存在形式
B.金属元素在地壳中的含量
C.金属熔点高低
D. 金属阳离子得电子的能力
对应训练
金属的活泼性与冶炼方法的关系
K Ca Na Mg Al |Zn Fe Sn Pb(H)Cu|Hg Ag|Pt Au
电解法 热还原法 热分解法物理法
金属单质还原性、失电子能力依次减弱 金属阳离子氧化性、得电子能力依次增强
小结
下列各种冶炼方法中，可以制得相应金属的是 B
A、加热氧化铝 B、电解熔融氯化钠
C、加热碳酸钙 D、氯化钠与铝粉高温共热
当堂检测
A. 升炼倭铅过程包含 氧化还原反应
B. 锌火是锌蒸气和一 氧化碳在空气中燃烧 C. 泥封的目的是为了 防止得到的锌被氧化 D. 冶炼时锌变为蒸气 在兜室冷凝为固体
《天工开物》记载，我国古代以炉甘石(主要成分是ZnCO )
来升炼倭铅(即锌),其原理如图2。已知锌的熔点为420 ℃、沸 点为906℃。则下列说法不正确的是( D )
锌火
气孔 泥封
℃ 兜室 锌
炉甘石和煤
煤
图2
冷凝区
500~700
反应区 1100~1300
图1
当堂检测