高中化学人教版必修二8.1自然资源的开发利用（1） 课件（50张ppt）

(共50张PPT)
第八章
第一节
自然资源的开发利用（1）
高一年级
化学
一、自然资源
1.分类
2.可持续发展
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
1992年6月于巴西里约热内卢举行的
联合国环境与发展大会
二、金属矿物的开发利用
1.金属元素的存在形式
金
铂
二、金属矿物的开发利用
1.金属元素的存在形式
金
铂
金、铂等极少数金属元素以单质的形式存在于自然界中。
辉铜矿(Cu2S)
赤铁矿(Fe2O3)
闪锌矿(立方ZnS)
菱镁矿（MgCO3）
孔雀石[Cu2(OH)2CO3]
方铅矿(PbS)
辉铜矿(Cu2S)
赤铁矿(Fe2O3)
闪锌矿(立方ZnS)
菱镁矿（MgCO3）
孔雀石(Cu2(OH)2CO3)
方铅矿(PbS)
绝大多数金属元素以化合物的形式存在于自然界中
2.金属元素不同存在形式的原因
金属活动性顺序：
K
Ca
Na
Mg
Al
Zn
Fe
Sn
Pb
(H)
Cu
Hg
Ag
Pt
Au
金属活泼性逐渐减弱
2.金属元素不同存在形式的原因
金属活动性顺序：
K
Ca
Na
Mg
Al
Zn
Fe
Sn
Pb
(H)
Cu
Hg
Ag
Pt
Au
金属活泼性逐渐减弱
化合态
游离态
3.冶炼金属的方法
将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。
3.冶炼金属的方法
原理：
Mn+(化合态)
M(游离态)
+ne-
得到电子，被还原
将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。
①金
铂——物理方法
①金
铂——物理方法
2HgO
2Hg+O2
2Ag2O
4Ag+O2
Δ
Δ
②不活泼金属——热分解法
③活泼金属——电解法
③活泼金属——电解法
MgCl2(熔融)
Mg+Cl2
2Al2O3(熔融)
4Al+3O2
电解
电解
冰晶石
2NaCl(熔融)
2Na+Cl2
电解
冰晶石：降低氧化铝的熔化温度
④其他金属——高温还原法
Fe2O3+3CO
2Fe+3CO2
高温
CuO+H2
Cu+H2O
高温
④其他金属——高温还原法
Fe2O3+3CO
2Fe+3CO2
高温
CuO+H2
Cu+H2O
高温
实验：铝热反应
一些活泼金属也可做还原剂，将相对不活泼的金属从其化合物中置换出来。
铝热反应
反应现象：镁条剧烈燃烧，放出大量的热，发出耀眼白光，纸漏斗内剧烈反应，纸漏斗被烧穿，有熔融物落入沙中。
铝热反应
反应现象：镁条剧烈燃烧，放出大量的热，发出耀眼白光，纸漏斗内剧烈反应，纸漏斗被烧穿，有熔融物落入沙中。
引燃剂：镁条
助燃剂：氯酸钾
铝热反应
反应现象：镁条剧烈燃烧，放出大量的热，发出耀眼白光，纸漏斗内剧烈反应，纸漏斗被烧穿，有熔融物落入沙中。
引燃剂：镁条
助燃剂：氯酸钾
化学方程式：Fe2O3+2Al
2Fe+Al2O3
高温
应用：①利用铝热反应焊接钢轨。
应用：①利用铝热反应焊接钢轨。
②冶金工业中，冶炼钒、铬、
锰等金属。
化学方程式：Cr2O3+2Al
2Cr+Al2O3
高温
3MnO2+4Al
3Mn+2Al2O3
高温
①为什么不同的金属冶炼方法不同？
思考：
①为什么不同的金属冶炼方法不同？
原理：
Mn+(化合态)
M(游离态)
思考：
+ne-
得到电子，被还原
不同金属离子得电子能力不同。
金属活动性顺序：
K
Ca
Na
Mg
Al
Zn
Fe
Sn
Pb
(H)
Cu
Hg
Ag
Pt
Au
金属活动性顺序：
K
Ca
Na
Mg
Al
Zn
Fe
Sn
Pb
(H)
Cu
Hg
Ag
Pt
Au
电解法
热还原法
常用还原剂：
C、CO、H2、Al
热分解法
物理提取法
②为什么人类使用铁器比使用铜器晚？
思考：
②为什么人类使用铁器比使用铜器晚？
思考：
金属使用的先后顺序与金属冶炼难易有关。
金属活动性顺序中，金属的位置越靠后，越容易被还原，用一般的还原方法就能使金属还原。金属的位置越靠前，越难被还原。
金属的冶炼历史
青铜时代——古法炼铜
铁器时代——古法炼铁
近代冶炼——钾、钠、镁、铝的冶炼
常见金属的冶炼原理
金属
冶炼原理
Fe
Cu
Fe2O3+3CO
2Fe+3CO2（高炉炼铁）
高温
Fe2O3+2Al
2Fe+Al2O3（铝热法炼铁）
高温
Cu2S+O2
2Cu+SO2（火法炼铜）
高温
Fe+CuSO4
FeSO4+Cu（湿法炼铜）
常见金属的冶炼原理
金属
冶炼原理
Fe
Cu
Mg
Al
Na
Fe2O3+3CO
2Fe+3CO2（高炉炼铁）
高温
Fe2O3+2Al
2Fe+Al2O3（铝热法炼铁）
高温
Cu2S+O2
2Cu+SO2（火法炼铜）
高温
Fe+CuSO4
FeSO4+Cu（湿法炼铜）
MgCl2(熔融)
Mg+Cl2
电解
2Al2O3(熔融)
4Al+3O2
电解
冰晶石
2NaCl(熔融)
2Na+Cl2
电解
4.金属资源利用的可持续发展
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
4.金属资源利用的可持续发展
计算表明，生产1mol铝消耗的电能至少为1.8×106J，回收铝制饮料罐得到铝与从铝土矿制铝相比，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，结合图1和图2，你想到了什么？请将你的想法与同学交流。
图1
图2
思考与讨论：
1.实际过程中必须考虑投入与产出，要
考虑成本。
2.加强废旧金属的回收和再利用是
合理开发和利用金属资源的重要
途径。
3.必须考虑废弃物的处理和生产对
环境的影响，形成绿色化学观念
和可持续发展意识。
图1
图2
三、典型例题
人类对某金属冶炼技术的掌握程度决定了其应用的广泛性。
影响冶炼方法的主要因素是（
）
A.金属的活泼性大小
B.金属在地壳中的含量多少
C.金属的化合价高低
D.金属的导电性强弱
三、典型例题
人类对某金属冶炼技术的掌握程度决定了其应用的广泛性。
影响冶炼方法的主要因素是（
）
A.金属的活泼性大小
B.金属在地壳中的含量多少
C.金属的化合价高低
D.金属的导电性强弱
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
提取法
三、典型例题
人类对某金属冶炼技术的掌握程度决定了其应用的广泛性。
影响冶炼方法的主要因素是（
）
A.金属的活泼性大小
B.金属在地壳中的含量多少
C.金属的化合价高低
D.金属的导电性强弱
A
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
提取法
中国的炼丹术延续了一千多年，虽然人们梦想的长生不老之
药没能制出，但炼丹家们却积累了丰富的经验。“金丹”卷
中记述：“丹砂烧之成水银，积变又还成丹砂”。丹砂就是
硫化汞，从中可以看出炼丹家们提取金属汞的方法是（
）
A.热分解法
B.热还原法
C.置换法
D.淘取法
中国的炼丹术延续了一千多年，虽然人们梦想的长生不老之
药没能制出，但炼丹家们却积累了丰富的经验。“金丹”卷
中记述：“丹砂烧之成水银，积变又还成丹砂”。丹砂就是
硫化汞，从中可以看出炼丹家们提取金属汞的方法是（
）
A.热分解法
B.热还原法
C.置换法
D.淘取法
HgS
Hg+S
Δ
中国的炼丹术延续了一千多年，虽然人们梦想的长生不老之
药没能制出，但炼丹家们却积累了丰富的经验。“金丹”卷
中记述：“丹砂烧之成水银，积变又还成丹砂”。丹砂就是
硫化汞，从中可以看出炼丹家们提取金属汞的方法是（
）
A
A.热分解法
B.热还原法
C.置换法
D.淘取法
HgS
Hg+S
Δ
用铝热法还原下列氧化物，制得金属各1mol，消耗铝最少的
是（
）
A.MnO2
B.WO3
C.Cr2O3
D.Co3O4
用铝热法还原下列氧化物，制得金属各1mol，消耗铝最少的
是（
）
A.MnO2
B.WO3
C.Cr2O3
D.Co3O4
制得1molMn转移4
mol
e-
制得1molW转移6
mol
e-
制得1molCr转移3
mol
e-
制得1molCo转移
mol
e-
3
8
用铝热法还原下列氧化物，制得金属各1mol，消耗铝最少的
是（
）
A.MnO2
B.WO3
C.Cr2O3
D.Co3O4
D
制得1molMn转移4
mol
e-
制得1molW转移6
mol
e-
制得1molCr转移3
mol
e-
制得1molCo转移
mol
e-
3
8
地球上的金属矿物资源是有限的，应合理开发利用。
(1)下列金属中，通常用电解的方法进行冶炼的是（
）
A．铝
B．汞
C．铁
D．铜
(2)利用下图装置完成铝热反应实验。该铝热反
应的化学方程式是_____________________。
(3)工业上根据铝热反应的原理，用铝和软锰矿
(MnO2)冶炼锰，反应的化学方程式是
_______________________________。
地球上的金属矿物资源是有限的，应合理开发利用。
(1)下列金属中，通常用电解的方法进行冶炼的是（
）
A．铝
B．汞
C．铁
D．铜
(2)利用下图装置完成铝热反应实验。该铝热反
应的化学方程式是_____________________。
A
(3)工业上根据铝热反应的原理，用铝和软锰矿
(MnO2)冶炼锰，反应的化学方程式是
_______________________________。
地球上的金属矿物资源是有限的，应合理开发利用。
(1)下列金属中，通常用电解的方法进行冶炼的是（
）
A．铝
B．汞
C．铁
D．铜
(2)利用下图装置完成铝热反应实验。该铝热反
应的化学方程式是_____________________。
A
Fe2O3+2Al
2Fe+Al2O3
高温
(3)工业上根据铝热反应的原理，用铝和软锰矿
(MnO2)冶炼锰，反应的化学方程式是
_______________________________。
地球上的金属矿物资源是有限的，应合理开发利用。
(1)下列金属中，通常用电解的方法进行冶炼的是（
）
A．铝
B．汞
C．铁
D．铜
(2)利用下图装置完成铝热反应实验。该铝热反
应的化学方程式是_____________________。
A
(3)工业上根据铝热反应的原理，用铝和软锰矿
(MnO2)冶炼锰，反应的化学方程式是
_______________________________。
3MnO2+4Al
3Mn+2Al2O3
高温
Fe2O3+2Al
2Fe+Al2O3
高温
金属矿物的开发利用
冶炼金属的原料
冶炼金属的方法
金属资源利用的可持续发展
金属在自然界的存在形态
冶炼原理与方法
主要途径
生产实际
很不活泼的金属
物理提取法
不活泼的金属
热分解法
活泼的金属
热还原法
很活泼的金属
电解法