2020-2021学年人教版（2019）高一化学必修二8.1.1金属矿物的开发利用 课件 （21张ppt）

第八章 化学与可持续发展
第一节 自然资源的开发利用
第1课时 金属矿物的开发利用
如果国宝会说话，她想告诉我们什么呢？
战国 曾侯乙编钟 湖北省博物馆
商 四羊方尊 国家博物馆
春秋 连鹤方壶 河南博物院
西周 大克鼎 上海博物馆
战国 青铜冰鉴 国家博物馆
春秋 越王勾践剑 湖北省博物馆
科学史话
由人类社会的进步看金属的冶炼
石器时代
青铜器时代
铁器时代
镁铝合金
1万年前
商周、春秋战国
西汉
近现代
思考：从人类使用金属材料的顺序看，你有何发现？
天然金Au
天然铂Pt
自然界矿物中的金属元素存在形态
赤铁矿Fe2O3
蓝铜矿Cu3[CO3]2(OH)2
萤石CaF2
得电子，被还原
Mn+ 　　　 M
+ ne-
将金属从其化合物中还原出来用于生产和制造各种金属材料的过程。
(1)金属在自然界中的存在形式？
(2)金属冶炼指的是什么？
一、金属矿物的开发利用
1.金属的冶炼
(3)冶炼金属的步骤
采矿→矿石富集→金属冶炼→精炼
主要是化合态
金、铂等为游离态
电解法
热还原法
热分解法
直接开采
从课本中找出获得金属单质的方法有哪些？
电解法
热还原法
热分解法
金属活泼性不同，金属越活泼，越难冶炼
K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb (H) Cu Hg Ag Pt Au
强
弱
为什么不同金属的冶炼方法不同？
富集法
2.金属冶炼的方法
(1)非常不活泼金属（Pt、Au）——富集法
物理方法
淘金原理：金的密度比沙大
淘去粗沙后的砂金
混汞黄金提炼法
(汞齐化)
湿法黄金提练法
(王水溶解)
(2)热分解法
不活泼金属(一般是Cu后的金属)
金属氧化物 金属单质＋氧气
高温
2HgO 2Hg ＋ O2 ↑
△
2Ag2O 4Ag＋O2 ↑
△
2.金属冶炼的方法
古代炼丹术士葛洪的《抱朴子》中“丹砂烧之成水银”
2HgS Hg ＋ S
△
(3)热还原法（Zn—Cu中等活泼金属）
还原剂＋金属氧化物 氧化物＋金属单质
高温
H2O、CO2、Al2O3
H2、焦炭、CO、 Al
2.金属冶炼的方法
H2 + CuO H2O + Cu
△
高炉炼铁
3CO+Fe2O3 3CO2 ↑+ 2Fe
高温
铝热法：用金属铝做还原剂冶炼活泼性不如铝且高熔点的金属（Fe、V、Cr、Mn等）
应用：焊接钢轨
Fe2O3+2Al 2Fe + Al2O3
高温
铝热剂
镁条——引燃剂
氯酸钾——助燃剂
放热反应
殷墟考古发现， 3000多年前我国古代劳动人民就掌握了孔雀石炼铜工艺，他们将孔雀石（主要成分）Cu2(OH)2CO3和木炭一起加热就可得到红色的金属铜。
孔雀石Cu2(OH)2CO3
Cu2(OH)2CO3 2CuO + H2O + CO2↑
△
C + 2CuO CO2 ↑ + 2Cu
高温
Fe + CuSO4 = FeSO4 + Cu
火法炼铜
(高温冶炼黄铜矿)
2CuFeS2+4O2 Cu2S+3SO2↑+2FeO
高温
Cu2S+O2 2Cu+SO2↑
高温
湿法炼铜
(4)电解法
适合非常活泼金属( Zn前金属)
金属氧化物（熔融） 金属单质＋氧气
电解
金属氯化物（熔融） 金属单质＋氯气
电解
2NaCl (熔融) 2Na＋Cl2 ↑
电解
MgCl2 (熔融) Mg ＋ Cl2 ↑
电解
2Al2O3 (熔融) 4Al ＋ 3O2 ↑
电解
冰晶石
2.金属冶炼的方法
不能用AlCl3，因为AlCl3，是共价化合物，在熔融状态下不导电。
写出用下列物质冶炼对应金属的反应方程式并指出冶炼方法。
CaCl2
AuCl4
KCl
MnO2＋Al
Cr2O3+Al
Cr2O3+2Al Al2O3＋2Cr
高温
3MnO2＋4Al 2 Al2O3 ＋3Mn
高温
CaCl2 (熔融) Ca＋Cl2 ↑
高温
AuCl4 Au +2Cl2↑
高温
2KCl (熔融) 2K＋Cl2 ↑
电解
地球上的金属矿物资源是有限的，我们必须合理开发和利用这些矿物资源，主要途径有：
提高金属矿物的利用率
开发环保高效的金属冶炼方法
加强金属资源的回收和再利用
使用其他材料代替金属材料，减少金属的使用量
防止金属的腐蚀
3.合理开发利用金属矿物
【课堂练习】
1.金属冶炼的目的是（ ）
A.把金属化合物还原为金属单质
B.除去金属中的杂质
C.把金属单质变为氧化物
D.把电能转变为化学能
A
2.下列关于金属冶炼的说法不正确的是（ ）
A.金属冶炼是由人类生产生活需要发展起来的
B.天然矿藏很少只含一种金属元素往往含有较多
杂质
C.金属的冶炼主要有矿石的富集、冶炼还原和精
炼三个步骤
D.金属冶炼一定要用到还原剂
D
【课堂练习】
3.工业上常采用电解法冶炼的金属是（ ）
A.Fe B.Cu C.Al D.Ag
4.可用热分解法就可能制得的金属有（ ）
A. Cu Zn B. Ca K C. Ag Hg D. Na Al
C
C
【课堂练习】
5.冶炼金属常用以下几种方法：①以C或H2、CO作为还原剂还原法 ；②热分解法 ；③电解法 ；④铝热法。现冶炼下列金属：Al、Mg、Cu、Hg、Mn，试标明适宜的冶炼方法。
Al： ；Mg： ；Cu： ； Hg： ；Mn： 。
③
③
①
②
④
【课堂练习】