自然資源的開發(fā)利用第1課時(shí)-金屬礦物的開發(fā)利用 課件 人教版（2019）高一化學(xué)必修二

人教版（2019版）化學(xué)必修（第二冊）第八章化學(xué)與可持續(xù)發(fā)展第一節(jié)自然資源的開發(fā)與利用第1課時(shí)——金屬礦物的開發(fā)利用

自然界的金屬單質(zhì)自然金自然銀自然銅隕鐵黃銅礦赤鐵礦鋁礦錳礦鎢礦鋅礦2023/2/26自然界的金屬礦物質(zhì)

金屬在自然界中的存在主要有兩種形式，一種是

，一種是

，其中除了

等極少數(shù)金屬外，其他絕大多數(shù)金屬都是以化合態(tài)存在于自然界。一、金屬的存在游離態(tài)化合態(tài)金、鉑問題1：人們在生活和生產(chǎn)中使用的金屬材料多是合金或純金屬，如何從礦石中得到金屬單質(zhì)？2.金屬礦物的基本原理：金屬的冶煉是將金屬礦石中的

從

中提取出來，用于生成和制造各種金屬材料和制品。也就是說用

法把

的金屬還原

的金屬，即：

金屬在自然界中的存在主要有兩種形式，一種是

，一種是

，其中除了

等極少數(shù)金屬外，其他絕大多數(shù)金屬都是以化合態(tài)存在于自然界。一、金屬的存在游離態(tài)化合態(tài)金、鉑二、金屬冶煉的原理Mn＋＋ne－→M1.金屬礦物的冶煉步驟：

→

→

→

。金屬元素還原化合態(tài)化合態(tài)游離態(tài)金屬活動(dòng)性順序KCaNaMgAlZnFeSnPb(H)CuHgAgPtAu三、金屬冶煉的方法約200年前約3000年前約5000年前金屬活動(dòng)性逐漸減弱金屬簡單陽離子的得電子能力逐漸增強(qiáng)問題2：金屬的冶煉和使用順序和其活潑性有關(guān)，越不活潑的金屬冶煉方法越簡單，為什么呢？（一）物理方法

適用于極不活潑的金屬的冶煉。PtAu富集法（二）化學(xué)方法

1.熱分解法:適用于金屬活動(dòng)性順序表中氫以后的金屬冶煉。HgAg

2.熱還原法:適用于金屬活動(dòng)性順序表中部的金屬冶煉ZnFeSnPb(H)Cu

3.電解法:適用于鉀、鈉、鈣、鋁等活潑金屬的冶煉。KCaNaMgAl三、金屬冶煉的方法淘金原理：《浪淘沙》-劉禹錫日照澄洲江霧開，濤金女伴滿江隈。

美人首飾侯王印，盡是沙中海底來。

（一）物理方法金的密度比沙大三、金屬冶煉的方法KCaNaMgAlZnFeSnPb(H)CuHgAgPtAu古代煉丹術(shù)士葛洪的《抱樸子》中“丹砂燒之成水銀”1.熱分解法2HgO===2Hg+O2↑2Ag2O===4Ag+O2↑HgS===2Hg+S（二）化學(xué)方法三、金屬冶煉的方法（2）熱還原法（適用于大部分金屬）常用的還原劑有：CO、H2、C(焦炭)、活潑金屬Fe2O3+3CO===2Fe+3CO2

高溫KCaNaMgAlZnFeSnPb(H)CuHgAgPtAuCuO+H2===Cu+H2O高溫古代高爐煉鐵三、金屬冶煉的方法Fe2O3+2Al2Fe+Al2O3高溫鋁熱法：用金屬鋁做還原劑冶煉活潑性不如鋁且“高熔點(diǎn)”的金屬（Fe、V、Cr、Mn等）三、金屬冶煉的方法Fe2O3+2Al2Fe+Al2O3高溫3MnO2+4Al3Mn+2Al2O3高溫Cr2O3+2Al2Cr+Al2O3高溫3Co3O4+8Al9Co+4Al2O3高溫3V2O5+10Al6V+5Al2O3高溫鋁熱劑三、金屬冶煉的方法MgCl2(熔融)Mg＋Cl2↑電解2NaCl(熔融)2Na＋Cl2↑電解2Al2O3(熔融)4Al＋3O2↑電解冰晶石冰晶石的作用是降低Al2O3的熔化溫度

KCaNaMgAlZnFeSnPb(H)CuHgAgPtAu（3）電解法三、金屬冶煉的方法鋁土礦冶煉鋁的工藝流程溶解電解灼燒過濾酸化過濾鋁土礦NaOH溶液殘?jiān)趸紴V液H2O鋁Al2O3+2NaOH2NaAlO2+H2ONaAlO2+CO2+2H2OAl(OH)3↓+NaHCO3Δ2Al(OH)3Al2O3+3H2O2Al2O3(熔融)4Al+3O2↑通電

從鋁土礦中提取鋁Al2O3+2NaOH2NaAlO2+H2OAl2O3+2NaOH2NaAlO2+H2O

鋁是一種應(yīng)用廣泛的金屬,工業(yè)上用Al2O3和冰晶石(Na3AIF6)混合熔融電解制得。鋁土礦的主要成分是Al2O3和SiO2、Fe2O3等。（SiO是酸性氧化物，可以與堿溶液反應(yīng)，F(xiàn)e2O3是堿性氧化物，可以與酸溶液反應(yīng)）。因此從鋁土礦中提煉Al2O3的流程可以設(shè)計(jì)成兩種方案。方案一：堿溶法問題3:“殘?jiān)焙汀俺恋怼钡幕瘜W(xué)式？前后兩“濾液”主要陽離子分別式什么？寫出上述過程中涉及到的化學(xué)反應(yīng)方程式方案二：酸溶法問題4:前后兩“沉淀”的化學(xué)式？前后兩“濾液”主要陽離子分別式什么？寫出上述過程中涉及到的化學(xué)反應(yīng)方程式隨堂演練

鋁是一種應(yīng)用廣泛的金屬,工業(yè)上用Al2O3和冰晶石(Na3AIF6)混合熔融電解制得。I.鋁土礦的主要成分是Al2O3和SiO2、Fe2O3等。從鋁土礦中提煉Al2O3的流程如下:(1)反應(yīng)1的化學(xué)方程是

(2)濾液I中加入CaO生成的沉淀是反應(yīng)2的離子方程式是Al2O3SiO2Fe2O3Fe2O3CaSiO3NaAlO2Na2SiO3AlO2-CO2Al(OH)32NaOH+Al2O3=2NaAlO2+H2OCaSiO32AlO2-+CO2+3H2O=2Al(OH)3↓+CO32-隨堂演練Ⅱ.以螢石(CaF2)和純堿為原料制備冰晶石的流程如下:CaF2Na3AIF6E氣體DNa2CO3、Al(OH)3（3）E可作為建就材料,化合物C是寫出由D制備冰晶石的化學(xué)方程式C濃H2SO412HF+3Na2CO3+2AI(OH)3=2Na3AIF6+3CO2+9H2O石膏CaSO4HF隨堂演練物質(zhì)MgOAl2O3MgCl2AlCl3熔點(diǎn)/oC28522054714190（以分子形式存在）沸點(diǎn)/oC360029801412180已知有關(guān)物質(zhì)的熔沸點(diǎn)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?yàn)镸gO的熔點(diǎn)遠(yuǎn)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(diǎn)很低,且沸點(diǎn)比熔點(diǎn)低,易升華;熔融時(shí)不存在離子,不能導(dǎo)電,故不能被電解。

隨堂演練金屬冶煉的實(shí)質(zhì)Mn++ne-M

還原KCaNaMgAlZnFeSnPb(H)CuHgA