關(guān)于金屬礦物的開發(fā)利用第一頁，共四十頁，編輯于2023年，星期四

一、金屬礦物的開發(fā)和利用請思考1請同學(xué)們列舉出日常生活中常見金屬？越多越好！它們的性質(zhì)如何？鐵鍋，鐵窗，鐵門，金戒指，銀戒指，鉑戒指，不銹鋼水壺……

鐵鍋的主要成分是鐵，性質(zhì)不穩(wěn)定，保存不當易生銹，

戒指有金，鉑，銀，金屬合金等之分，不同的成分，性質(zhì)差異很大……第二頁，共四十頁，編輯于2023年，星期四除了金、鉑等極少數(shù)金屬外，絕大多數(shù)金屬以化合物的形式存在于自然界。在化合物中金屬均為正化合價。

2金屬元素在自然界中的存在形式？化合價如何？第三頁，共四十頁，編輯于2023年，星期四金銀鉑隕鐵赤鐵礦磁鐵礦黃鐵礦孔雀石菱鎂礦鋁土礦氯化鈉游離態(tài)金屬礦化合態(tài)金屬礦黃銅礦第四頁，共四十頁，編輯于2023年，星期四1.游離態(tài)：金、鉑等極少數(shù)金屬（性質(zhì)極不活潑）。2.化合態(tài)：絕大多數(shù)金屬，且在化合物中金屬均為正化合價。（性質(zhì)較活潑)

一金屬元素在自然界中的存在形式第五頁，共四十頁，編輯于2023年，星期四這就需要把金屬從其化合物中還原出來，用于生產(chǎn)和制造各種金屬材料，這個過程就是金屬的冶煉。思考：金屬在自然界主要以化合物的形式存在；而生產(chǎn)加工金屬制品需要的是金屬單質(zhì)；

怎么辦？第六頁，共四十頁，編輯于2023年，星期四二、金屬的冶煉

1、金屬的冶煉定義：將金屬從其化合物中還原出來用于生產(chǎn)和制造各種金屬材料的過程在工業(yè)上稱為金屬的冶煉第七頁，共四十頁，編輯于2023年，星期四

問題

3、金屬冶煉的基本原理是什么？

問題

4、金屬冶煉常用的方法？怎樣依據(jù)不同的金屬，選擇不同的冶煉方法？

問題

5、什么是鋁熱反應(yīng)？

問題展示第八頁，共四十頁，編輯于2023年，星期四問題

3、金屬冶煉的基本原理是什么？分析解決問題第九頁，共四十頁，編輯于2023年，星期四回憶：初中學(xué)過冶煉鐵的方法？Fe2O3+3CO==2Fe+3CO2

高溫得電子

能由此找出金屬冶煉的實質(zhì)嗎？？

2、金屬冶煉的實質(zhì)

實質(zhì)是用還原的方法使金屬化合物中的金屬離子得到電子變成金屬原子。M得電子M（被還原）n+還原出金屬的難易由誰決定？第十頁，共四十頁，編輯于2023年，星期四分析解決問題4金屬冶煉常用的方法？怎樣依據(jù)不同的金屬，選擇不同的冶煉方法？

第十一頁，共四十頁，編輯于2023年，星期四+nM礦石中的金屬是:分析:得電子,被還原化合態(tài)(除金鉑）M0KCaNaMgAlZnFeSnPb(H)CuHgAgPtAu金屬失電子能力逐漸減弱對應(yīng)陽離子得電子能力逐漸增強KCaNaMgAlZnFeSnPb(H)CuHgAg

PtAu金屬活動性不同，所用的還原方法一樣嗎？第十二頁，共四十頁，編輯于2023年，星期四討論：金屬越活潑，越

失電子，該金屬離子就越

得電子，還原出該金屬就越

。易難難結(jié)論：

由于不同的金屬離子的得電子能力不同，所以要采用不同強度的冶煉方法

要根據(jù)金屬的活動性順序不同，采取不同的冶煉方法第十三頁，共四十頁，編輯于2023年，星期四3、金屬冶煉的一般方法：(1)物理提取法

(適用于極不活潑的金屬——Pt、Au)淘金原理：金的質(zhì)量較沙重,在淘去粗沙后,用水銀滾動吸附金,水銀是已知唯一可以粘附金物質(zhì).馬達加斯加街頭淘金者剛果手工金礦開采第十四頁，共四十頁，編輯于2023年，星期四(2)熱分解法（適合一些不活潑金屬）一些不活潑的金屬，它們是在金屬活動順序中位于氫后面的金屬，如Hg、Ag等，其陽離子得電子能力很強，所以其還原的條件比較容易達到。Hg、Ag的氧化物受熱就能分解得到單質(zhì)。

2HgO==2Hg+O2↑▲2Ag2O==4Ag+O2↑▲第十五頁，共四十頁，編輯于2023年，星期四（3）電解法（適合一些非?；顫娊饘伲┰诮饘倩顒有皂樞蛑校?、鈉、鈣、鎂、鋁等幾種金屬的還原性很強，這些金屬都很容易失去電子，而它們的陽離子很難得到電子，因此不能用一般的方法和還原劑使其從化合物中還原出來，而只能用電解其熔融鹽或氧化物的方法來冶煉。

思考：電解氯化鈉溶液能制得鈉嗎？2Al2O3(熔融)=====4Al+3O2↑

2NaCl(熔融)====2Na+Cl2↑MgCl2(熔融)====Mg+Cl2↑

電解冰晶石電解電解第十六頁，共四十頁，編輯于2023年，星期四（4）熱還原法（適用于大部分金屬）KCaNaMgAlZnFeSnPb(H)CuHgAgPtAu對于大多數(shù)金屬，如位于活動性順序表中間一段的金屬所對應(yīng)的離子，得電子能力較強，其化合物又不能通過受熱分解得到金屬單質(zhì)，必須使用還原劑還原金屬陽離子。常見的還原劑有焦炭、CO、H2。一些活潑金屬也可作為還原劑，將相對不活潑的金屬從其化合物中置換出來第十七頁，共四十頁，編輯于2023年，星期四CuO+H2===Cu+H2O高溫Fe2O3+3CO===2Fe+3CO2

↑高溫2CuO+C===2Cu+CO2

↑▲練習(xí)：要求學(xué)生寫出分別用C、H2、活潑金屬的還原劑冶煉赤鐵礦的化學(xué)方程式。常用還原劑：C、CO、H2、活潑金屬等

第十八頁，共四十頁，編輯于2023年，星期四KCaNaMgAlZnFeSnPb（H）CuHgAg電解法熱還原法KCaNaMgAl

ZnFeSnPb（H）Cu

HgAg

同種金屬可以有不同的冶煉方法:如Cu既可用還原法,也可用電解法,根據(jù)其不同用途選擇不同的冶煉方法。

活潑

中等活

不活潑（C、CO、H2、Al等）（氧化物、氯化物）（氧化物）熱分解法第十九頁，共四十頁，編輯于2023年，星期四閱讀課本89頁表4-1常見金屬的冶煉原理第二十頁，共四十頁，編輯于2023年，星期四1、下列各種冶煉方法中，可以制得相應(yīng)金屬的是（）

A、加熱氧化鋁B、加熱碳酸鈣

C、電解熔融氯化鈉

D、氯化鈉與鋁粉高溫共熱2、根據(jù)金屬在金屬活動順序表中的位置及性質(zhì)，推測制取下列金屬最適宜的方法：①Na

②Zn

③Hg

④Au

C電解法加熱還原法加熱分解法物理提取法練習(xí)第二十一頁，共四十頁，編輯于2023年，星期四【提出問題5】①活潑金屬能像CO那樣做還原劑還原出金屬嗎？②若能，

Fe2O3跟Al在高溫條件下反應(yīng)生成什么？第二十二頁，共四十頁，編輯于2023年，星期四1、實驗前用磁鐵檢查室溫下有無鐵存在。（反應(yīng)前:無鐵存在）

2、演示鋁熱反應(yīng)。（反應(yīng)中：發(fā)光、放熱、反應(yīng)劇烈）

3、反應(yīng)后再用磁鐵檢查有無鐵生成。（反應(yīng)后：有塊狀生成物被磁鐵吸起）實驗4--1第二十三頁，共四十頁，編輯于2023年，星期四1、鎂條的作用是什么？2、氯酸鉀的作用是什么？問題在該反應(yīng)中，鎂條和氯酸鉀是引燃劑，鎂條在空氣中可燃燒，氧氣是氧化劑。但插入混合物中的部分鎂條燃燒時，氯酸鉀則是氧化劑，以保證鎂條的繼續(xù)燃燒，同時放出足夠的熱量引發(fā)Fe2O3和Al粉的反應(yīng)。由于該反應(yīng)放出大量的熱，只要引發(fā)反應(yīng)就可劇烈進行，放出的熱使生成的鐵熔為液態(tài)。

引燃劑第二十四頁，共四十頁，編輯于2023年，星期四鎂條劇烈燃燒，放出大量的熱，發(fā)出耀眼的白光，紙漏斗內(nèi)劇烈反應(yīng)，紙漏斗被燒穿，有熔融物落入沙中——鐵。實驗時要注意安全，反應(yīng)裝置應(yīng)遠離易燃物；鋁粉要細（200目以上），最好用鋁銀粉（商業(yè)名稱）；預(yù)先擦去鎂帶的氧化膜，長度約需10cm（過短熱量不夠，影響實驗效果）。這個反應(yīng)放出的熱量可以講熔點高達2000多度的鐵熔化成液態(tài)，可以想象這個能量有多大

注意事項：反應(yīng)現(xiàn)象：第二十五頁，共四十頁，編輯于2023年，星期四5鋁熱反應(yīng)Fe2O3+2Al===2Fe+Al2O3高溫還原劑：鋁

結(jié)論：一些活潑的金屬也可作還原劑還原金屬鋁熱劑思考：鋁可以用來制取哪些金屬？鋁熱反應(yīng)的原理：利用鋁的還原性，將不及鋁活潑的金屬從其化合物種置換出來第二十六頁，共四十頁，編輯于2023年，星期四3MnO2+4Al===高溫Cr2O3+2Al===高溫3Co3O4+8Al===高溫其它鋁熱反應(yīng)

3Mn+2Al2O32Cr+Al2O39Co+4Al2O3還原劑：鋁第二十七頁，共四十頁，編輯于2023年，星期四鋁熱反應(yīng)的應(yīng)用

鋁熱反應(yīng)的原理可以應(yīng)用在生產(chǎn)上，如用于焊接鋼軌等。在冶金工業(yè)上也常用這一反應(yīng)原理，使鋁與金屬氧化物反應(yīng)，冶煉釩、鉻、錳等等高熔點金屬第二十八頁，共四十頁，編輯于2023年，星期四2：打磨操作3：探傷操作1：焊接操作西藏鐵路發(fā)車西藏鐵路無縫焊接第二十九頁，共四十頁，編輯于2023年，星期四4思考：為什么人類使用鐵器比使用銅器晚？使用鋁

制品又比使用鐵制品晚？答：金屬越活潑，冶煉難度越大，發(fā)現(xiàn)得通常越晚。3、鋁能用來冶煉難熔金屬（如Fe、V、Mn等），這是因為鋁有()A．兩性B．良好導(dǎo)電性

C．熔點低D．還原性，在反應(yīng)中放出大量熱D練習(xí)第三十頁，共四十頁，編輯于2023年，星期四

我們每年數(shù)以億噸計的向自然界索取金屬資源，資源就會越來越少，直至有一天枯竭。怎樣才能使金屬資源可持續(xù)發(fā)展？討論：小資料以鋁為例，生產(chǎn)一噸原鋁至少要消耗四噸鋁土礦資源。當前全球原鋁的年產(chǎn)量約2500萬噸，年消耗鋁土礦超過一億噸，如果照此發(fā)展下去，地球上的鋁土礦資源就會越來越少，直至有一天枯竭。閱讀：第三十一頁，共四十頁，編輯于2023年，星期四6、金屬資源的可持續(xù)發(fā)展（1）回收和再利用（2）提高金屬礦物的利用率（3）減少金屬的使用量（4）使用其他材料代替金屬材料……第三十二頁，共四十頁，編輯于2023年，星期四金屬的回收和資源保護第三十三頁，共四十頁，編輯于2023年，星期四7金屬的回收和資源保護回收金屬的意義：（1）節(jié)約礦物資源；（2）節(jié)約能源；（3）減少環(huán)境污染第三十四頁，共四十頁，編輯于2023年，星期四思考與交流課本P90頁第三十五頁，共四十頁，編輯于2023年，星期四小結(jié)：冶金的一般方法：可見，越活潑的金屬越難冶煉K、Ca、Na、Mg、AlZn、Fe、Sn、Pb（H）、CuHg、Ag強————————————→弱弱————————————→強電解法熱還原法熱分解法Pt、Au主要冶煉方法金屬離子的得電子

金屬失電子能力金屬活動順序物理提取法第三十六頁，共四十頁，編輯于2023年，星期四閱讀思考：未來金屬——鈦(Ti)鈦被稱為繼鐵、鋁之后的第三金屬，也有人說“21世紀將是鈦的世紀”。鈦是一種性能非常優(yōu)越的金屬。密度小、硬度大、熔點高。鈦的化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，耐腐蝕。鈦和鈦的合金大量用于飛機、火箭、導(dǎo)彈、人造衛(wèi)星和宇宙飛船等領(lǐng)域。鈦的主要礦石是金紅石（主要成分是TiO2）冶煉鈦可以采用什么方法呢？課后思考如何解決金屬冶煉所帶來的附加問題？我們可以做些什么？第三十七頁，共四十頁，編輯于2023年，星期四板書設(shè)計第四章第一節(jié)《開發(fā)利用金屬礦物和海水資源》第一課時《金屬礦物的開發(fā)利用》一、金屬元素在自然界的存在方式1.游離態(tài)：金、鉑等極少數(shù)金屬（性質(zhì)極不活潑）。2.化合態(tài)：絕大多數(shù)金屬，且在化合物中金屬均為正化合價。（性質(zhì)較活潑)二、金屬的冶煉1、金屬的冶煉定義：將金屬從其化合物中還原出來用于生產(chǎn)和制造各種金屬材料的過程在工業(yè)上稱為金屬的冶煉2、金屬冶煉的原理實質(zhì)是用還原的方法使金屬化合物中