第一節(jié)自然資源的開(kāi)發(fā)利用人教版必修第二冊(cè)

第八章

化學(xué)與可持續(xù)發(fā)展

第1課時(shí)金屬礦物的開(kāi)發(fā)利用學(xué)習(xí)目標(biāo)1.通過(guò)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(kāi)發(fā)中的應(yīng)用。

構(gòu)建金屬冶煉的思維模型。培養(yǎng)學(xué)生“證據(jù)推理和模型認(rèn)知”的學(xué)科素養(yǎng)。

2.體會(huì)化學(xué)在自然資源開(kāi)發(fā)和利用中的意義和作用，解釋化學(xué)與可持續(xù)發(fā)展的重要關(guān)系，樹(shù)立資源保護(hù)意識(shí)及合理開(kāi)發(fā)意識(shí)。培養(yǎng)學(xué)生“科學(xué)態(tài)度和社會(huì)責(zé)任”的學(xué)科素養(yǎng)。素養(yǎng)目標(biāo)1.了解金屬在自然界中的存在形態(tài)，熟知金屬冶煉的方法及其原理，掌握鋁熱反應(yīng)的原理和實(shí)驗(yàn)

2.以金屬礦物的開(kāi)發(fā)和利用為例，認(rèn)識(shí)化學(xué)方法在實(shí)現(xiàn)物質(zhì)間轉(zhuǎn)化中的作用，體會(huì)保護(hù)金屬資源

的重要性。偉大的古蜀文明：三星堆遺址——

距今約3000至5000年

后母戊鼎四羊方尊鼎盛的青銅文明

——（商）距今約3000年

銅柄鐵劍鐵制農(nóng)具鐵器的使用——（春秋戰(zhàn)國(guó))距今約2500年

第一節(jié)自然資源的開(kāi)發(fā)利用人教版必修第二冊(cè)

第八章

化學(xué)與可持續(xù)發(fā)展

第1課時(shí)金屬礦物的開(kāi)發(fā)利用時(shí)間（公元）材料1:從世界范圍看金屬的使用時(shí)間大致年表地殼中常見(jiàn)金屬含量鋁:7.73%鐵:4.75%鈣:3.45%鈉:2.74%鉀:2.47%鎂:2.00%銅:0.01%鋅:十萬(wàn)分之八錫:百萬(wàn)分之二銀:億分之七金:百億分之五1.你知道獲得哪種資料中所涉及金屬的具體方法?請(qǐng)寫(xiě)出相關(guān)化學(xué)方程式。

2.你認(rèn)為人類(lèi)使用金屬的時(shí)間主要受到哪些因素影響?思考:

游離態(tài)金屬元素在自然界中的存在形態(tài)化合態(tài)鉑金隕鐵Mn+

M

+ne-得電子，被還原冶煉：K

Ca

Na

Mg

Al

Zn

Fe

Sn

Pb

(H)

Cu

Hg

Ag

Pt

Au①物理方法（富集法）千淘萬(wàn)漉雖辛苦，吹盡狂沙始到金。美人首飾侯王印，盡是沙中浪底來(lái)。

——?jiǎng)⒂礤a《浪淘沙》淘金原理：金的密度比沙大3.常見(jiàn)金屬的冶煉方法K

Ca

Na

Mg

Al

Zn

Fe

Sn

Pb

(H)

Cu

Hg

Ag

Pt

Au②熱分解法水銀乃至陰毒物，因火煅丹砂(HgO)而出——《本草綱目》2HgO2Hg+O2↑2Ag2O

4Ag+O2↑3.常見(jiàn)金屬的冶煉方法③熱還原法Fe2O3+3CO2Fe+3CO2

高溫CuO

+H2

Cu+H2O高溫K

Ca

Na

Mg

Al

Zn

Fe

Sn

Pb

(H)

Cu

Hg

Ag

Pt

Au(高爐煉鐵)3.常見(jiàn)金屬的冶煉方法常用的還原劑有：活潑金屬CO、C（焦炭）、H2、鋁熱法Fe2O3+2Al===2Fe+Al2O3高溫一些活潑的金屬也可以作為還原劑，將相對(duì)不活潑的金屬?gòu)钠浠衔镏兄脫Q出來(lái)，如鋁熱反應(yīng)。應(yīng)用：焊接鋼軌法國(guó)皇帝拿破侖三世(1808~1873年)每次宴會(huì)餐桌上的為賓客準(zhǔn)備的用具幾乎全是用銀制成的，唯有他自己用的那一個(gè)碗?yún)s是鋁制品。為什么貴為法國(guó)皇帝，在當(dāng)時(shí)卻不用高貴而亮麗的銀碗，而用色澤要暗得多的鋁碗呢?【思考】根據(jù)所學(xué)知識(shí)，你能提出什么可行方法冶煉金屬鋁嗎？

1827年，德國(guó)化學(xué)家維勒將金屬鉀和無(wú)水氯化鋁共熱，冷卻后投入水中，得到銀灰色的金屬鋁粉末。30年后，法國(guó)化學(xué)家德維爾用金屬鈉還原氯化鋁，使鋁成為工業(yè)產(chǎn)品。但當(dāng)時(shí)金屬鈉價(jià)格昂貴，導(dǎo)致鋁比黃金還要貴好幾倍。資料：金屬鋁的冶煉

1886年，美國(guó)化學(xué)家霍爾通過(guò)電解冰晶石氧化鋁熔融鹽的方法成功制得鋁。從此冶煉鋁的成本大大降低，鋁制品這一曾經(jīng)的奢侈品走進(jìn)了千家萬(wàn)戶(hù)，可謂“舊時(shí)王謝堂前燕，飛入尋常百姓家”。④電解法2NaCl(熔融)2Na+Cl2↑

電解MgCl2(熔融)

Mg+Cl2↑

電解2Al2O3(熔融)

4Al+3O2↑

電解冰晶石K

Ca

Na

Mg

Al

Zn

Fe

Sn

Pb

(H)

Cu

Hg

Ag

Pt

Au3.常見(jiàn)金屬的冶煉方法小結(jié)：金屬冶煉的主要方法KCaNaMgAlZnFeSnPb(H)

CuHgAgPtAu電解法熱還原法熱分解法物理方法材料2:

藍(lán)銅礦的主要成分為Cu3(OH)2(CO3)2，還含有少量Fe(+2價(jià)和+3價(jià))的化合物以及一些化學(xué)性質(zhì)比較穩(wěn)定的難溶雜質(zhì)(SiO2)。已知:1.藍(lán)銅礦不穩(wěn)定，加熱可以生成CuO、CO?和H?O。2.鐵的化合物比銅的化合物熱還原的溫度要求高。思考：請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)從藍(lán)銅礦中獲得金屬銅的可行性方案并畫(huà)出流