自然資源的開發(fā)利用（第1課時）【教材精講精研】高一化學(xué) 高效課堂課件（人教版2019必修第二冊）

第一節(jié)自然資源的開發(fā)利用第一課時金屬礦物的開發(fā)利用第八章化學(xué)與可持續(xù)發(fā)展學(xué)習(xí)目標通過金屬冶煉原理的學(xué)習(xí)和冶煉方法的歸納，理解氧化還原反應(yīng)在金屬礦物開發(fā)中的應(yīng)用，構(gòu)建金屬冶煉的思維模型。通過鋁的冶煉成本的計算，認識合理開發(fā)和利用金屬資源的重要性和必要性。閱讀課本P98資料卡片自然資源與可持續(xù)發(fā)展，聯(lián)系生活，了解自然資源的分類和可持續(xù)發(fā)展的目標和分類金屬礦物的開發(fā)利用一.金屬元素的存在形式赤鐵礦將金屬從其化合物中還原出來的過程，工業(yè)上稱之為金屬的冶煉1、定義2、實質(zhì)得電子，被還原Mn+

M

+ne-3、一般步驟二.金屬冶煉采礦→礦石富集→金屬冶煉→精煉除雜,提高礦石中有用成分的含量提純金屬富集精煉金屬活動性順序4、冶煉方法：金屬的使用時間NaMgAlZnFeSnPbCuHgAgPtAu約200年前約3000年前鐵器時代約5000年前青銅時代約10000年前

金屬冶煉方法的選擇取決于金屬在自然界中的存在狀態(tài)和金屬的活潑性。金屬越活潑,冶煉時所需條件要求越高,在人類歷史上出現(xiàn)相對晚一些。金屬越不活潑,冶煉的方法越簡單,人們使用的時間越早,所以有青銅、鐵器等時代的發(fā)展歷程。NaMgAlZnFeSnPbCuHgAgPtAu電解法

熱還原法熱分解法電解法熱還原法熱分解法物理法

金屬活動性逐漸減弱

金屬陽離子得電子能力：弱→強閱讀課本P98總結(jié)金屬冶煉常用的方法直接開采1.下列關(guān)于金屬冶煉的說法不正確的是（）A.金屬冶煉是由人類生產(chǎn)生活需要發(fā)展起來的B.天然礦藏很少只含一種金屬元素往往含有較多雜質(zhì)C.金屬的冶煉主要有礦石的富集、冶煉還原和精煉三個步驟D.金屬冶煉一定要用到還原劑D課堂練習(xí)

①化學(xué)法——電解法MgCl2(熔融)Mg＋Cl2↑電解2NaCl(熔融)2Na＋Cl2↑電解2Al2O3(熔融)4Al＋3O2↑電解冰晶石適用范圍：很活潑的金屬Na3AlF6降低氧化鋁的熔點

NaMgAlZnFeSnPbCuHgAgPtAu物質(zhì)MgOAl2O3MgCl2AlCl3熔點/oC28522054714190（以分子形式存在）沸點/oC3600298014121802、已知有關(guān)物質(zhì)的熔沸點數(shù)據(jù)如下表:參考上述數(shù)據(jù)填空和回答問題.(1)工業(yè)上為什么常用電解熔融MgCl2的方法生產(chǎn)金屬鎂,而不用電解MgO的方法生產(chǎn)鎂?(2)工業(yè)上為什么常用電解Al2O3冰晶石熔融混合物的方法生產(chǎn)金屬鋁,而不用電解AlCl3的方法生產(chǎn)鋁?

因為MgO的熔點遠高于MgCl2,所以電解熔融的MgO需要更多的能量,更高的溫度,成本更高。

從表中可以發(fā)現(xiàn),AlCl3的熔點很低,且沸點比熔點低,易升華;熔融時不存在離子,不能導(dǎo)電,故不能被電解。

冰晶石的作用是降低Al2O3的熔化溫度課堂練習(xí)NaMgAlZnFeSnPbCuHgAgPtAuCuO+H2===Cu+H2O高溫Fe2O3+3CO===2Fe+3CO2↑高溫適用范圍：活潑的金屬古代高爐煉鐵

3000多年前我國古代勞動人民就掌握了孔雀石煉銅工藝，他們將孔雀石（主要成分）Cu2(OH)2CO3和木炭一起加熱就可得到紅色的金屬銅。C+2CuOCO2↑+2CuCu2(OH)2CO32CuO+H2O+CO2↑②化學(xué)法——熱還原法1、鎂條劇烈燃燒，發(fā)出耀眼白光2、漏斗內(nèi)劇烈反應(yīng)，放出大量的熱，火星四射3、紙漏斗的下部被燒穿，有紅熱熔融物落入沙中，冷卻后變?yōu)楹谏腆w實驗現(xiàn)象

鎂條是引燃劑，氯酸鉀為助燃劑，點燃鎂條，促使氯酸鉀分解，釋放出氧氣，使鎂條更劇烈燃燒，單位時間內(nèi)放出更多熱量，從而引發(fā)Al和Fe2O3發(fā)生反應(yīng)。鋁熱法引發(fā)操作鋁熱法：用金屬鋁做還原劑冶煉活潑性不如鋁且“高熔點”的金屬（Cu、Fe、V、Cr、Mn等）鋁熱反應(yīng)鋁熱劑鋁和金屬氧化物在高溫下發(fā)生劇烈反應(yīng)并放出大量熱的化學(xué)反應(yīng)鋁粉+金屬氧化物

(V2O5

Cr2O3MnO2FexOy等)焊接鋼軌，冶煉高熔點，且活潑型比鋁差的金屬3MnO2+4Al3Mn+2Al2O32Al＋Fe2O32Fe＋Al2O3應(yīng)用3.鋁能用于冶煉難熔的金屬(如Cr、V、Mn等)，這不是因為（）A.鋁具有還原性B.鋁具有導(dǎo)電性C.鋁較Cr、V、Mn等價格便宜D.冶煉反應(yīng)放出大量的熱B課堂練習(xí)古代煉丹術(shù)士葛洪的《抱樸子》中“丹砂燒之成水銀”③化學(xué)法——熱分解法

NaMgAlZnFeSnPbCuHgAgPtAu適用范圍：不活潑的金屬HgS2Hg+S2HgO2Hg+O2↑2Ag2O4Ag+O2↑金在自然界中以游離態(tài)存在?！吧忱锾越稹庇性姙樽C“千淘萬漉雖辛苦，

吹盡狂沙始到金”淘金原理：金的密度比沙大淘去粗沙后的砂金混汞黃金提煉法(汞齊化)濕法黃金提練法(王水溶解)

NaMgAlZnFeSnPbCuHgAg

PtAu適用范圍：很不活潑的金屬④物理法——富集法4、已知工業(yè)上真空煉銣的反應(yīng)方程如下：2RbCl+Mg=MgCl2+2Rb(g)對此反應(yīng)能夠進行的正確解釋是（）A．銣比鎂的金屬性弱

B．MgCl2的熱穩(wěn)定性比RbCl弱C．銣的沸點比鎂低，把銣的蒸氣抽走后，平衡向正反應(yīng)方向移動D．高溫下Mg2+得電子能力比Rb+弱課堂練習(xí)⑤其他特殊冶煉方法C難揮發(fā)性物質(zhì)制備易揮發(fā)性的物質(zhì)

Fe＋CuSO4=FeSO4＋Cu濕法冶銅：火法冶銅：Cu2S＋O2

SO2＋2Cu銅的冶煉5.冶煉金屬常用以下幾種方法：①以C或H2、CO作為還原劑還原法；②熱分解法；③電解法；④鋁熱法。現(xiàn)冶煉下列金屬：Al、Mg、Cu、Hg、Mn，試標明適宜的冶煉方法。Al：

；Mg：

；Cu：

；Hg：

；Mn：

。③③①②④課堂練習(xí)合理開發(fā)和利用金屬礦物資源的原因：（1）資源有限且分布不均（2）金屬的冶煉消耗許多能量（3）金屬冶煉造成環(huán)境污染（4）金屬腐蝕造成大量損失閱讀課本P99第一自然段思考：為什么要合理開發(fā)和利用金屬礦物資源？如何有效利用金屬礦物?提高金屬礦物的利用率開發(fā)環(huán)保高效的金屬冶煉方法加強金屬資源的回收和再利用使用其他材料代替金屬材料,減少金屬的使用量防止金屬的腐蝕合理開發(fā)和利用金屬礦物資源的措施：6．下列說法正確的是 (

)A．地球上金屬礦物資源豐富，可以任意開采B．金屬冶煉會消耗很多能量，但不會污染環(huán)境C．應(yīng)加強廢舊金屬的回收和再利用D．金屬材料可用其他材料完全代替C課堂練習(xí)啟示1:從鋁土礦制鋁消耗的能量要遠遠高于回收鋁質(zhì)飲料罐得到鋁消耗的能量，可知在實際生產(chǎn)過程中必須考慮投入與產(chǎn)出，要考慮成本。啟示2:加強度舊金屬的回收和再利用是合理開發(fā)和利用金屬資源的重要途徑。要樹立金屬垃圾也是一種寶貴資源的理念。在日常生活中，要大力倡導(dǎo)金屬垃圾的分類回收和再利用，養(yǎng)成自覺珍惜自然資源、節(jié)約資源、愛惜環(huán)境和保護環(huán)境的意識。啟示3:實際工業(yè)生產(chǎn)中，從金屬礦物到純凈金屬的冶煉過程是一個復(fù)雜的過程，往往涉及許多其他物質(zhì)和反應(yīng)，在得到所需產(chǎn)品的同時，也會產(chǎn)生廢棄物。因此必須考慮廢棄物的處理和生產(chǎn)對環(huán)境的影響，形成綠色化學(xué)觀念和可持續(xù)發(fā)展意識。閱讀并分析課本P99思考與討論，你有何啟示？課堂小結(jié)1.列說法錯誤的是(

)A.對廢舊金屬的最好處理方法是回收、再利用B.提煉金屬要經(jīng)過礦石的富集、冶煉、精煉三步C.活潑金屬的冶煉都是通過電解其鹽溶液D.熱還原法中還原劑有焦炭、一氧化碳、氫氣和活潑金屬等C2.工業(yè)上冶煉金屬一般用熱分解法、熱還原法和電解法。你認為選擇方法的主要依據(jù)是（）A.金屬在自然界的存在形式B.金屬元素在地殼中的含量C.金屬熔點高低D.金屬陽離子得電子的能力D課堂達標3.已知一些金屬的發(fā)現(xiàn)和使用與其金屬活動性有著必然的聯(lián)系。據(jù)此推測，下列事件發(fā)生在鐵器時代之前的是（）A.金屬鈉的使用 B.青銅器的大量使用C.海水提鎂 D.鋁熱法制鉻B4.在冶金工業(yè)上,①均能用熱還原法制得的一組金屬是(

)。Na、Mg、AlB.Na、Zn、FeC.Zn、Fe、CuD.Mg、Al、Zn、FeC②常采用電解法冶煉的金屬是（

）A.FeB.CuC.AlD.Ag③可用熱分解法就可能制得的金屬有（

）A.CuZnB.CaKC.AgHgD.NaAlCC5.在熔融狀態(tài)下可用Na與KCl反應(yīng)制金屬K，Na+KCl=K+NaCl。調(diào)整合適的溫度，可以分離出K單質(zhì)。已知四種物質(zhì)的熔、沸點如下：

KNaKClNaCl熔點(℃)63.6597.8770801沸點(℃)774882.91500(升華)1431根據(jù)上表數(shù)據(jù)，用Na與KCl反應(yīng)制K的適宜溫度是(

)A．97.8～770℃B．770～774℃C．774～882.9℃D．1413～1500℃C6、鋁土礦的主要成分是Al2O3和SiO2、Fe2O3等。因此從鋁土礦中提Al2O3的流程可以設(shè)計成兩種方案。上述過程殘渣和沉淀的化學(xué)式分別為_______、_______前后濾液的主要陽離子的符號分別為_______________、_______寫出該過程①②離子方程式分別為①___________________________________________________________________

②

；a．酸溶法的工藝流程：AlO2-＋2H2O＋CO2===Al(OH)3↓＋HCO3-①②SiO2Fe(OH)3Al3+Fe3+Na+Al2O3＋6H＋===2Al3＋＋3H2OFe2O3＋6H＋===2Fe3＋＋3H2O上述過程殘渣和沉淀的化學(xué)式分別為____