8.1.1 金属矿物的开发利用 课件（20张PPT）

(共20张PPT)
深圳市教育科学研究院监制
高中化学人教版必修第二册
第八章 第一节 第一课时
《金属矿物的开发利用》
黄金面具
太阳鸟
金杖
青铜立人像
青铜神树
铂
金
陨铁
游离态
金属在自然界中的存在形态
化合态
金属冶炼的实质是什么？
用 法把 的金属还原成 的金属，即：
还原
化合态
游离态
Mn＋＋ne－→M
思考
《浪淘沙》
-刘禹锡
千淘万漉虽辛苦，
吹尽狂沙始到金。
美人首饰侯王印，
尽是沙中浪底来。
金属冶炼的方法 —— 富集法（物理方法）
K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb (H) Cu Hg Ag Pt Au
金属冶炼的方法 —— 热分解法
古代炼丹术家葛洪，曾经在他的著作《抱朴子》中记载有“丹砂烧之成水银”。
HgS == Hg + S
K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb (H) Cu Hg Ag Pt Au
K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb (H) Cu Hg Ag Pt Au
约3000年前
约8000年前
金属冶炼的方法 —— 热还原法
K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb (H) Cu Hg Ag Pt Au
回忆
初中已经学过的高炉炼铁和氢气还原氧化铜。
Fe2O3+3CO === 2Fe + 3CO2
高温
CuO+H2 === Cu + H2O
高温
常用的还原剂有：CO、H2、C(焦炭)
、活泼金属
回忆
一些活泼金属也可作还原剂，将相对不活泼的金属从其化合物中置换出来。
应用：焊接钢轨
铝热法：
镁条剧烈燃烧，放出大量的热，发出耀眼的白光，纸漏斗的下部被烧穿，有熔融物落入沙中，熔融物可以被磁铁吸引。
现象
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？
材料1：有人说，如果时光可以倒流，他最想做的事情是背上行囊，装满铝，回到拿破仑时代换回许多金子。
材料2：1827年，德国化学家维勒将金属钾和无水氯化铝共热，冷却后投入水中，得到银灰色的金属铝粉末。30年后，法国化学家德维尔用金属钠还原氯化铝，使铝成为工业产品。但当时金属钠价格昂贵，导致铝比黄金还要贵好几倍。
材料3：1886 年，美国化学家霍尔通过电解冰晶石氧化铝熔融盐的方法成功制得铝。从此冶炼铝的成本大大降低，铝制品这一曾经的奢侈品走进了千家万户，可谓“旧时王谢堂前燕，飞入寻常百姓家”。
电解
冰晶石
2Al2O3 (熔融) === 4Al + 3O2 ↑
金属冶炼的方法 —— 电解法
MgCl2 (熔融) === Mg + Cl2 ↑
电解
2NaCl (熔融) === 2Na + Cl2 ↑
电解
K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb (H) Cu Hg Ag Pt Au
1. 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 ℃)
思考
2. 冶炼铝时电解Al2O3 (熔点为2045℃)而不是AlCl3 (熔点为190℃)？
其它金属冶炼方法
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》
湿法炼铜
火法炼铜
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
1. 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，为什么呢？
思考
2. 金属的冶炼和使用顺序除了与其活泼性有关，还可能与哪些因素有关？
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
金属的存在形式
金属在地壳中的含量
金属矿物开采的难度
合理开发和利用金属资源
Page 99 --- 思考与讨论
计算表明，生产1 mol铝消耗的电能至少为1.8×106 J，回收铝制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，并结合图8-1和图8-2，你想到了什么？
合理开发和利用金属资源的有效途径：
提高金属矿物的利用率
开发环保高效的金属冶炼方法
防止金属的腐蚀
加强废旧金属的回收和再利用
课堂小结
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
火法炼铜、湿法炼铜
Mn＋＋ne－→M
金属冶炼实质：
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
其它金属冶炼方法：
铝热法
1. 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( )
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
课堂小练
D
课堂小练
2. 下列各种冶炼方法中，可以制得相应金属的是( )
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
B
课堂小练
3. 已知一些金属的发现和使用与其金属活动性有着必然的联系。据此推测，下列事件发生在铁器时代之前的是( )
A. 金属钠的使用 B. 青铜器的大量使用
C. 海水提镁 D. 铝热法制铬
B
课堂小练
4. 冶炼金属一般有下列四种方法：①焦炭法　②水煤气(或氢气或一氧化碳)法　③活泼金属置换法　④电解法。四种方法在工业上均有应用。古代有(Ⅰ)火烧孔雀石炼铜；(Ⅱ)湿法炼铜；现代有(Ⅲ)铝热法炼铬；(Ⅳ)从光卤石中炼镁，对它们的冶炼方法的分析不正确的是( )
A. (Ⅰ)用① B. (Ⅱ)用②
C. (Ⅲ)用③ D. (Ⅳ)用④
B
5. 关于废旧金属处理的下列说法中不正确的是( )
A. 对废旧金属的最好处理方法是回收、再利用
B. 重金属对人体有害，对废旧重金属材料的处理方法是填埋
C. 废旧钢铁可用于炼钢，废铁屑可用于制铁盐
D. 照相业、科研单位和医院X光室回收的定影液中，可以提取金属银
课堂小练
B