8.1.1 金屬礦物的開(kāi)發(fā)利用- 新人教版高中化學(xué)必修二課件(共26張PPT)

第一節(jié)自然資源的開(kāi)發(fā)利用第一課時(shí)金屬礦物的開(kāi)發(fā)利用02三月20231新人教版2019學(xué)習(xí)目標(biāo)1.理解金屬冶煉的一般原理，掌握活潑性不同的金屬冶煉的一般方法。2、能夠運(yùn)用微觀辨析、推理能力，認(rèn)識(shí)氧化還原反應(yīng)在金屬礦物開(kāi)發(fā)中的應(yīng)用，形成金屬冶煉方法思維模型，培養(yǎng)“證據(jù)推理與模型認(rèn)知”能力。3、通過(guò)鋁的冶煉成本的計(jì)算，認(rèn)識(shí)合理開(kāi)發(fā)和利用金屬資源的重要性和必要性。4、認(rèn)識(shí)化學(xué)在實(shí)現(xiàn)無(wú)機(jī)化合物轉(zhuǎn)化中的作用和貢獻(xiàn)。02三月2023新人教版20192學(xué)習(xí)重點(diǎn)、難點(diǎn)重點(diǎn)：

金屬冶煉原理難點(diǎn)：

金屬活動(dòng)性順序與金屬冶煉方法的關(guān)系02三月2023新人教版20193自然資源與可持續(xù)發(fā)展自然資源是人類社會(huì)發(fā)展不可或缺的自然物質(zhì)基礎(chǔ)，包括土壤資源、礦產(chǎn)資源、生物資源、水資源、能源資源、環(huán)境資源等，根據(jù)其能否再生可以分為再生資源和不可再生資源?？沙掷m(xù)發(fā)展的目標(biāo)是在滿足人類需要的同時(shí)，強(qiáng)調(diào)人類的行為要受到自然界的制約，強(qiáng)調(diào)人類代際之間、人類與其他生物種群之間、不同國(guó)家和不同地區(qū)之間的公平。它包括經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展、社會(huì)可持續(xù)發(fā)展、資源可持續(xù)發(fā)展、環(huán)境可持續(xù)發(fā)展02三月2023新人教版20194金屬元素在自然界中的存在02三月2023新人教版20195存在：除了金、鉑等極少數(shù)金屬，絕大多數(shù)金屬元素以化合物的形式存在于自然界。

金屬的冶煉原理【思考與討論】 1、金屬元素為什么大多以化合物的形式存在？金屬元素在化合物中的化合價(jià)有什么特點(diǎn)？

2、金屬冶煉從物質(zhì)類別的視角分析，其實(shí)質(zhì)是什么？從化學(xué)反應(yīng)類型的視角分析，其實(shí)質(zhì)是什么？02三月2023新人教版20196金屬元素原子最外層電子數(shù)大多小于等于3個(gè)，易失電子，活動(dòng)性較強(qiáng)金屬元素在化合物中的化合價(jià)都顯正價(jià)金屬元素的化合物金屬元素的單質(zhì)實(shí)質(zhì)：還原反應(yīng)Mn++ne-=M金屬冶煉的方法【思考與討論】 3、寫出金屬活動(dòng)性順序表。從左向右金屬性（還原性）變化規(guī)律是怎樣？相應(yīng)的金屬離子的氧化性變化規(guī)律是怎樣的？

02三月2023新人教版20197KCaNaMgAlZnFeSnPb（H）CuHgAgPtAu金屬性逐漸減弱，還原性減弱K+Ca2+Na+Mg2+Al3+Zn2+Fe2+Sn2+Pb2+（H）Cu2+Hg2+Ag+PtAu金屬離子氧化性逐漸增強(qiáng)金屬的冶煉方法【思考與討論】 3、根據(jù)氧化還反應(yīng)的強(qiáng)弱規(guī)律，要把金屬元素從化合物中還原出來(lái)，所選還原劑應(yīng)滿足什么關(guān)系？

02三月2023新人教版20198K+Ca2+Na+Mg2+Al3+Zn2+Fe2+Sn2+Pb2+（H）Cu2+Hg2+Ag+PtAuKCaNaMgAlZnFeSnPb（H）CuHgAgPtAu還原劑還原劑的還原性大于還原產(chǎn)物的還原性所選還原劑的還原性越來(lái)越強(qiáng)金屬的冶煉方法金屬的冶煉方法：

02三月2023新人教版20199很不活潑的金屬物理方法（沙里淘金）化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，自然界中以單質(zhì)形式存在很活潑的金屬還原性很強(qiáng)，難以找到還原性更強(qiáng)并合適的還原劑KCaNaMgAlZnFeSnPb（H）CuHgAgPtAu電解方法不活潑，陽(yáng)離子氧化比較強(qiáng)熱分解法大部分金屬，在高溫下，用焦炭、一氧化碳、氫氣等作還原劑熱還原方法不活潑的金屬活潑的金屬金屬的冶煉方法小結(jié)金屬的冶煉方法：

02三月2023新人教版201910物理方法（沙里淘金）KCaNaMgAlZnFeSnPb（H）CuHgAgPtAu電解方法熱分解法熱還原方法熱還原法除了用焦炭、一氧化碳、氫外，一些活潑金屬也可作還原劑Fe2O3+2Al2Fe+Al2O3高溫鋁熱反應(yīng)的原理。利用這個(gè)原理，可以來(lái)冶煉比較貴重的金屬、焊接鐵軌等鋁熱反應(yīng)【鋁熱反應(yīng)】（視頻鏈接）（1）把兩張圓形濾紙分別折疊成漏斗狀套在一起，取出內(nèi)層濾紙，在其底剪一小孔后用水潤(rùn)濕，再套回原處，并架在鐵圈上如圖所示，下面放置一盛沙子的蒸發(fā)皿。（2）將5g干燥的氧化鐵粉末和2g鋁粉均勻混合后放入紙漏斗中，在混合物上面加少量氯酸鉀固體，

中間插一根用砂紙打磨過(guò)的鎂條（3）用燃著的小木條點(diǎn)燃鎂條，觀察現(xiàn)象02三月2023新人教版201911鋁熱反應(yīng)【鋁熱反應(yīng)】（視頻鏈接）現(xiàn)象：結(jié)論：02三月2023新人教版201912(1)鎂條劇烈燃燒(2)氧化鐵粉末和鋁粉發(fā)生劇烈的反應(yīng)(3)反應(yīng)放出大量的熱,并發(fā)出耀眼的白光(4)紙漏斗的下部被燒穿,有熔融物落入沙中冷卻后變?yōu)楹谏腆w在高溫下,鋁與Fe2O3發(fā)生反應(yīng),放出大量的熱鋁熱反應(yīng)【鋁熱反應(yīng)】（視頻鏈接）(1)鋁熱反應(yīng)的引燃劑為鎂條,助燃劑為氯酸鉀。(2)鋁熱劑為混合物,是由鋁粉和金屬氧化物(Fe2O3、Fe3O4、Cr2O3、V2O5、MnO2等)粉末組成的。(3)鎂條要打磨凈表面的氧化膜,否則難以點(diǎn)燃;氧化鐵粉末與鋁粉要選擇干燥的;鋁粉要用沒(méi)有被氧化的,否則反應(yīng)難以進(jìn)行(4)蒸發(fā)皿中的細(xì)沙要適量,既要防止蒸發(fā)皿炸裂,又要防止熔融的液體濺出傷人。02三月2023新人教版201913注意問(wèn)題金屬的冶煉方法識(shí)記寫出下列方法冶煉金屬的化學(xué)方程式并識(shí)記①熱分解法：加熱分解HgO：

加熱分解Ag2O：②熱還原法：H2還原CuO：高爐煉鐵：鋁熱反應(yīng)：02三月2023新人教版2019142HgO2Hg＋O2↑△2Ag2O4Ag＋O2↑△CuO＋H2Cu＋H2O△Fe2O3＋3CO2Fe＋3CO2△Fe2O3+2Al2Fe+Al2O3高溫金屬的冶煉方法識(shí)記③電解法：冶煉鈉：___________________________冶煉鎂：_____________________________冶煉鋁：_____________________________④其他方式：濕法煉銅：_________________________02三月2023新人教版2019152NaCl（熔融）2Na＋Cl2↑電解MgCl2（熔融）Mg＋Cl2↑電解2Al2O3（熔融）2Al+3O2↑電解Fe＋CuSO4===FeSO4＋Cu練習(xí)古代煉丹術(shù)士葛洪所著《抱樸子》中記載：“丹砂燒之成水銀?！碧拼?shī)人劉禹錫在《浪淘沙九首》（之六）中有云：“日照澄洲江霧開(kāi)，淘金女伴滿江隈。美人首飾侯王印，盡是沙中浪底來(lái)?！北彼慰茖W(xué)家沈括在《夢(mèng)溪筆談》中寫道：“信州鉛山縣有苦泉，流以為澗。挹其水熬之，則成膽礬，烹膽礬則成銅。熬膽礬鐵釜，久之亦化為銅?！蔽闹猩婕傲四男┙饘俚摹耙睙挕保繉懗鱿嚓P(guān)的化學(xué)方程式。02三月2023新人教版2019162HgO2Hg＋O2↑△Fe＋CuSO4===FeSO4＋Cu淘金，物理法合理開(kāi)發(fā)和利用金屬礦物資源【思考與討論】生產(chǎn)1mol鋁消耗的電能至少為1.8?106J，回收鋁質(zhì)飲料罐得到鋁與從鋁土礦相比，前者的能耗僅為后者的3%～5%。通過(guò)對(duì)上述數(shù)據(jù)的分析和比較，結(jié)合圖8-1和8-2，你想到了什么？請(qǐng)將你的想法與同學(xué)交流02三月2023新人教版201917合理開(kāi)發(fā)和利用金屬礦物資源【思考與討論】啟示1、從鋁土礦制鋁消耗的能量要遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于回收鋁質(zhì)飲料罐得到鋁消耗的能量，因而在實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中必須考慮投入和產(chǎn)出，要考慮成本2、加強(qiáng)廢舊金屬的回收和再利用是合理開(kāi)發(fā)和利用金屬資源的重要途徑。要樹(shù)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(jué)珍惜自然資源、節(jié)約資源、愛(ài)惜環(huán)境和保護(hù)環(huán)境的意識(shí)02三月2023新人教版201918合理開(kāi)發(fā)和利用金屬礦物資源【思考與討論】啟示3、實(shí)際工業(yè)生產(chǎn)中，從金屬礦物到純金屬的冶煉過(guò)程是一個(gè)復(fù)雜的過(guò)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(shí)，也會(huì)產(chǎn)生廢棄物。因此必須考慮廢棄物的處理和生產(chǎn)對(duì)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(shí)02三月2023新人教版201919合理開(kāi)發(fā)和利用金屬礦物資源【閱讀課本99頁(yè)，結(jié)合思考與討論得到的啟示回答問(wèn)題】1、為什么要合理開(kāi)發(fā)和利用金屬礦物資源？2、合理開(kāi)發(fā)和利用金屬礦物資源的措施有哪些？02三月2023新人教版2019201、金屬礦物資源有限且分布不均2、冶煉金屬要消耗大量能量，也易造成污染3、金屬腐蝕普遍存在，造成大量損失(1)提高金屬礦物的利用率。(2)開(kāi)發(fā)環(huán)保高效的金屬冶煉方法。(3)防止金屬的腐蝕。(4)加強(qiáng)廢舊金屬的回收和再利用。(5)使用其他材料代替金屬材料。1、下表中金屬的冶煉原理與方法不完全正確的是(

)練習(xí)C練習(xí)2、下列說(shuō)法正確的是（） A.在金屬化合物中金屬元素都顯正價(jià) B.在自然界中金屬元素都以化合態(tài)的形式存在 C.金屬的活動(dòng)性越強(qiáng)，即金屬失電子的能力超強(qiáng) D.金屬冶煉過(guò)程中，金屬化合物得到電子發(fā)生氧化反應(yīng)02三月2023新人教版201922AC練習(xí)3、孔雀石的主要成分是Cu2(OH)2CO3。我國(guó)古人用孔雀石和焦炭混合共熱的方法煉銅，其冶煉就去屬于（） A.熱還原法 B.濕法煉銅 C.熱分解法 D.電解冶煉法02三月2023新人教版201923A練習(xí)3、下列有關(guān)鋁熱反應(yīng)的說(shuō)法中，不正確的是（） A.利用了鋁的還原性