8.1.1 自然资源的开发利用（教学课件）(共30张PPT)_高中化学人教版（2019）必修二

(共30张PPT)
8.1.1 自然资源的开发利用
金属矿物的开发利用
核心素养目标
1. 宏观辨识与微观探析
能从宏观上认识金属矿物资源的开发利用，理解不同金属冶炼方法的宏
观现象；从微观角度分析金属冶炼过程中氧化还原反应的本质，建立宏观 - 微观
之间的联系。
2. 科学探究与创新意识
通过对金属冶炼方法的探究，培养科学探究能力；鼓励学生对现有金属冶
炼方法进行创新思考，探索环保高效的新冶炼方法，以提高金属矿物的利用率。
3. 科学态度与社会责任
认识到地球上金属矿物资源的有限性和分布不均，树立资源保护意识；理
解金属冶炼过程中的能耗和环境污染问题，培养学生关注社会可持续发展的责
任感，积极倡导回收和再利用废旧金属等资源节约行为。
学习重难点
重点：
1. 不同金属的冶炼方法，如加热分解法、电解法、热还原法等，以及对应的
原理和典型反应。
2. 金属矿物资源的综合利用途径。
3. 以金属矿物为例，理解自然资源开发利用中的环境与发展问题。
难点：
1. 从氧化还原反应的本质理解不同金属冶炼方法的选择依据。
2. 如何引导学生建立资源有限和可持续发展的观念，将科学知识转化为社会
责任感，落实到实际行动中。
1. 金属元素在自然界的存在形式
游离态的银
磁铁矿(Fe3O4)
黄铁矿(FeS2)
黄铜矿(CuFeS2)
铝土矿(Al2O3)
游离态的金
游离态的铂
1. 金属元素在自然界的存在形式
存在形态
绝大多数金属元素（如Na、K、Ca等）
极少数不活泼金属元素（如Au、Pt等）
游离态
化合态
2. 金属冶炼原理
实质：将金属元素从化合态还原为游离态：
概念：将金属矿物中的金属从其化合物中还原出来，用于生产
各种金属材料的过程。
思考讨论
1. 为什么不同历史时期人类使用的器具材质不同呢？受到哪些因素的影响？
思考讨论
2. 金属活动性不同，还原方法一样吗？金属活动顺序与金属冶炼有关系吗？
K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb (H) Cu Hg Ag Pt Au
金属活动性由强逐渐减弱
3. 金属冶炼的方法
（1）金属冶炼方法与金属活动性的关系
K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb (H) Cu Hg Ag Pt Au
金属活动性由强逐渐减弱
金属阳离子得电子能力逐渐增强
电解法
电解法
热分
解法
物理方法
3. 金属冶炼的方法
（2）金属冶炼的方法——热分解法
适用对象：不活泼金属Hg、Ag
3. 金属冶炼的方法
（2）金属冶炼的方法——热还原法
适用对象：较活泼金属
（金属活动性排在Al之后和Hg之前的大多数金属）
铝热反应
[现象]
镁条剧烈燃烧，放出大量的热，发出耀眼的白光，纸漏斗内剧烈反应，纸漏斗被烧穿，有熔融物落入沙中。
[原理]
铝热反应
（1）概念：铝与某些难熔金属氧化物（如Fe2O3、Cr2O3、MnO2等）在高温下发生的置换反应称为铝热反应。
（2）铝热剂：铝粉和某些难熔金属氧化物（如Fe2O3、Cr2O3、MnO2等）以一定比例形成的混合物。
（3）反应特点：在高温下进行，反应迅速并剧烈放热，新生成的金属单质呈熔融态且易于Al2O3（固态）分离。
（4）应用：冶炼金属、焊接钢轨等。
3. 金属冶炼的方法
（2）金属冶炼的方法——电解法
适用对象：非常活泼的金属K、Ca、Na、Mg、Al
Na3AlF6
作用：降低熔融
时的温度
思考讨论
1. 制取金属钾、钠、镁时，为何电解熔融的KCl、NaCl、MgCl2 而不电解熔融的 K2O、 Na2O、 MgO？
物质 MgO Al2O3 MgCl2 AlCl3
熔点/℃ 2852 2054 714 190（以分子形式存在）
沸点/℃ 3600 2980 1412 180
K2O、Na2O、MgO的熔点高，熔融时消耗大量热能，增加生产成本
思考讨论
2. 制取金属铝时，为什么电解熔融Al2O3而不电解熔融AlCl3？
物质 MgO Al2O3 MgCl2 AlCl3
熔点/℃ 2852 2054 714 190（以分子形式存在）
沸点/℃ 3600 2980 1412 180
氯化铝是共价化合物，熔融态氯化铝不导电，不能电离出Al3+
拓展延伸
同一种金属可能有不同的冶炼方法，可根据原料、生产设备、
金属的用途等来确定，如Cu可采用热还原法、湿法冶炼、火法炼铜。
湿法炼铜：
Fe＋CuSO4===FeSO4＋Cu
火法炼铜：
Cu2S＋O2===2Cu＋SO2
高温
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》
易错提醒
根据金属的活动性采用相应的冶炼方法。在金属活动性顺序
中，金属的位置越靠前越难被还原,金属的位置越靠后越容易被还
原。工业上冶炼金属要综合考虑反应原理、生产条件、经济效益
、安全性、环境污染等众多因素。
电解法炼钾
电解生成的钾会分散在钾的熔融盐中，导
致无法把钾分离出来。
×
√
4. 金属矿物的合理开发和利用
（1）原因
①金属资源有限且分布不均匀
②金属的冶炼消耗许多能量
③金属冶炼造成环境污染
④金属腐蚀造成大量损失
4. 金属矿物的合理开发和利用
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得到铝相比，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，你想到了什么？
4. 金属矿物的合理开发和利用
（2）措施
①提高金属矿物的利用率
②使用其他材料代替金属材料
③加强废旧金属的回收和再利用
④开发环保高效的金属冶炼冶炼方法
⑤防止金属的腐蚀
课堂小结
1. 下列说法正确的是（ ）
A．金属的冶炼原理就是利用氧化还原反应，在一定条件下将金
属从其化合物中还原出来
B．冶炼金属时，必须加入一种物质作为还原剂
C．金属由化合态变为游离态，可能被还原，也可能被氧化D．金属被发现和应用得越早，其在地壳中的含量越高
随堂练习
A
2. 下列有关金属冶炼的叙述中正确的是 （ ）
A．铜作为人类应用最早的金属,其冶炼方法也较为简单,多用热
分解法炼铜
B．高炉炼铁采用的是热还原法
C．电解熔融氯化铝可以制得高纯度的铝
D．工业上常使用电解熔融氧化镁的方法制金属镁
随堂练习
B
3. 金属锂是密度最小的金属，等质量的金属锂能释放出更多的电子，故常用来制造高能量电池。已知锂的金属性介于钠和镁之间，则下列方法能冶炼出金属锂的是（ ）
A．电解法 B．热还原法
C．热分解法 D．铝热法
随堂练习
A
4. 北宋沈括《梦溪笔谈》中记载:“信州铅山有苦泉,流以为涧。挹其水熬之则成胆矾,烹胆矾则成铜。熬胆矾铁釜,久之亦化为铜”。下列有关叙述错误的是（ ）
A. 胆矾的化学式为CuSO4
B. 胆矾可作为湿法冶铜的原料
C. “熬之则成胆矾”是浓缩结晶过程
D. “熬胆矾铁釜,久之亦化为铜”是发生了置换反应
随堂练习
A
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
随堂练习
B
6. 下列金属冶炼的反应原理不正确的是（ ）
A．
B．
C．
D．
随堂练习
B
谢谢观看