高一—人教版—化學(xué)—必修第二冊(cè)—第八章第一節(jié)

自然資源的開(kāi)發(fā)利用第1課時(shí)金屬礦物的開(kāi)發(fā)利用

主講人：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。2.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。學(xué)習(xí)目標(biāo)國(guó)防科技圖片來(lái)源于網(wǎng)絡(luò)金屬生活生產(chǎn)藍(lán)銅礦Cu3(CO3)2(OH)2

赤鐵礦Fe2O3

螢石CaF2一、金屬元素在自然界中的存在形式化合態(tài)（絕大多數(shù)）圖片來(lái)源于網(wǎng)絡(luò)游離態(tài)天然金Au天然鉑Pt二、金屬冶煉1.定義：將金屬?gòu)钠浠衔镏羞€原出來(lái)，用于生產(chǎn)各種金

屬材料的過(guò)程。2.實(shí)質(zhì)：

Mn＋＋ne-

→M3.一般步驟：采礦→礦石富集→金屬冶煉→精煉K

Ca

Na

Mg

Al

Zn

Fe

Sn

Pb

Cu

Hg

Ag

Pt

Au

約3000年前鐵器時(shí)代【思考】請(qǐng)分析推測(cè)人類(lèi)發(fā)現(xiàn)和使用金屬材料，可能受哪些因素的影響？為什么？金屬在自然界中的存在狀態(tài)和金屬的活潑性。因?yàn)榻饘僭交顫娺€原性就越強(qiáng)，其離子的氧化性越弱，得電子能力越弱，就越難被還原，故使用的時(shí)間越晚。約6000年前青銅時(shí)代約200年前人類(lèi)冶煉金屬歷史時(shí)間：4.金屬冶煉的一般方法K

Ca

Na

Mg

Al電解法閱讀課本r98總結(jié)金屬冶煉常用方法Pt

Au物理方法Hg

Ag熱分解法Zn

Fe

Sn

Pb

Cu圖片來(lái)源于網(wǎng)絡(luò)熱還原法4.金屬冶煉的一般方法淘金原理：金的密度比沙大《浪淘沙》

-劉禹錫日照澄洲江霧開(kāi)，淘金女伴滿江隈。

美人首飾侯王印，盡是沙中浪底來(lái)。 K

Ca

Na

Mg

Al

Zn

Fe

Sn

Pb

Cu

Hg

Ag

Pt

Au

(1)物理方法—富集(極不活潑金屬Pt

、Au)視頻來(lái)源于網(wǎng)絡(luò)4.金屬冶煉的一般方法(2)熱分解法(不活潑的金屬Hg

、Ag

)

古代煉丹術(shù)士葛洪的《抱樸子》中“丹砂(HgS)

燒之成水銀”

K

Ca

Na

Mg

Al

Zn

Fe

Sn

Pb

Cu

Hg

Ag

Pt

Au

4.金屬冶煉的一般方法(3)熱還原法(Zn—Cu中等活潑金屬

)【回顧】初中已經(jīng)學(xué)過(guò)的高爐煉鐵和氫氣還原氧化銅。

常用的還原劑有：CO

、H2

、C

、

活潑金屬 K

Ca

Na

Mg

Al

Zn

Fe

Sn

Pb

Cu

Hg

Ag

Pt

Au

鋁熱反應(yīng)高溫4.金屬冶煉的一般方法實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：1.鎂條劇烈燃燒。2.氧化鐵與鋁粉發(fā)

生劇烈反應(yīng)，放出

大量的熱，放出耀

眼的白光。3.紙漏斗被燒穿，有熔融物落入沙中。鋁熱反應(yīng)：視頻來(lái)源于網(wǎng)絡(luò)MnO2Cr2O3

【思考】鎂條與氯酸鉀的作用分別是什么？鎂條為引燃劑，氯酸鉀為助燃劑；應(yīng)用：

焊接鐵軌，冶煉金屬。圖片來(lái)源于網(wǎng)絡(luò)法國(guó)皇帝拿破侖是一個(gè)喜歡炫耀自己的人。他常常大擺宴席，宴請(qǐng)?zhí)?/p>

下賓客。每次宴會(huì)，他總是擺出一

副高人一等的樣子。餐桌上的用具

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？材料3：1886年，美國(guó)大學(xué)生霍爾和法國(guó)大學(xué)生埃魯各自獨(dú)立地研究

出電解制鋁法，通過(guò)電解熔融氧化鋁的方法成功制得鋁。在實(shí)驗(yàn)中霍

爾發(fā)現(xiàn)向氧化鋁中加入冰晶石，可以把氧化鋁熔點(diǎn)降低，這一創(chuàng)新方

法大大降低了能耗，冶煉鋁的成本大大降低，從此鋁制品這一曾經(jīng)的

奢侈品走進(jìn)了千家萬(wàn)戶，可謂“

舊時(shí)王謝堂前燕，飛入尋常百姓家”。材料2：1827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。材料1：有人說(shuō)，如果時(shí)光可以倒流，他最想做的事情是背上行囊，

裝滿鋁，回到拿破侖時(shí)代換回許多金子。 K

Ca

Na

Mg

Al

Zn

Fe

Sn

Pb

Cu

Hg

Ag

Pt

Au

金屬冶煉實(shí)質(zhì)：

Mn＋＋ne-

→M適用于Na

，Mg

，Al等非

?；顫姷慕饘?，一般還

原劑難以將其還原出來(lái)適用于Fe

，Cu等中等

活潑性的金屬。外加電源（電解法）最強(qiáng)有力的氧化還原手段還原劑：CO

、H2、C

、活潑金屬等4.金屬冶煉的一般方法材料3：1886年，美國(guó)大學(xué)生霍爾和法國(guó)大學(xué)生埃魯各自獨(dú)立地研究

出電解制鋁法，通過(guò)電解熔融氧化鋁的方法成功制得鋁。在實(shí)驗(yàn)中霍

爾發(fā)現(xiàn)向氧化鋁中加入冰晶石，可以把氧化鋁熔點(diǎn)降低，這一創(chuàng)新方

法大大降低了能耗，冶煉鋁的成本大大降低，從此鋁制品這一曾經(jīng)的

奢侈品走進(jìn)了千家萬(wàn)戶，可謂“

舊時(shí)王謝堂前燕，飛入尋常百姓家”?！舅伎肌空?qǐng)根據(jù)材料3

，寫(xiě)出上述過(guò)程中冶煉鋁的化學(xué)方程式。電解

冰晶石(4)

電解法(很活潑的金屬

)電解

K

Ca

Na

Mg

Al

Zn

Fe

Sn

Pb

Cu

Hg

Ag

Pt

Au

4.金屬冶煉的一般方法圖片來(lái)源于網(wǎng)絡(luò)冰晶石電解【思考】為什么工業(yè)上冶煉鎂時(shí)電解熔融MgCl2而不是MgO？而冶煉鋁時(shí)電解Al2O3冰晶石熔融混合物而不是AlCl3

？已知有關(guān)物質(zhì)的熔點(diǎn)數(shù)據(jù)如下表:MgO熔點(diǎn)高，MgCl2熔點(diǎn)低，耗能少，成本低。AlCl3雖然熔點(diǎn)低，但其是共價(jià)化合物，熔融狀態(tài)下

不導(dǎo)電。物質(zhì)MgCl2MgOAlCl3Al2O3熔點(diǎn)/oC71428521902054三、合理開(kāi)發(fā)和利用金屬礦物資源【思考與討論】計(jì)算表明，生產(chǎn)1mol鋁消耗的電能至少為1.8×106

J

，回

收鋁制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，并結(jié)合圖8-1和圖8-2

，你想到了什么？圖8-2圖8-11.從鋁土礦制鋁消耗的能量要遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于回收鋁制飲料罐得到鋁消

耗的能量，因而實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中必須考慮投入與產(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(lèi)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)。3.

實(shí)際工業(yè)生產(chǎn)中，從金屬礦物到純凈金屬的冶煉過(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)?！練w納】合理開(kāi)發(fā)和利用金屬礦物資源的措施：(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)金屬資源的回收和再利用(5)使用其他材料代替金屬材料，減少金屬的使用量練習(xí)1.北宋沈括《夢(mèng)溪筆談》

中記載：“信州鉛山有苦泉，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”。

下列

有關(guān)敘述錯(cuò)誤的是A．膽礬的化學(xué)式為CuSO4B．膽礬可作為濕法冶銅的原料C．“熬之則成膽礬”是濃縮結(jié)晶過(guò)程D．“熬膽礬鐵釜，久之亦化為銅”是發(fā)生了置換反應(yīng)練習(xí)2.

下列各種冶煉方法中，可以制得相應(yīng)金屬的是(

B

)A.

加熱氧化鋁

B.

電解熔融氯化鈉C.

加熱碳酸鈣

D.氯化鈉與鋁粉高溫共熱練習(xí)3.

冶煉金屬一般有下列四種方法：①焦炭法②水煤氣(或氫氣或一氧化碳)法③活潑金屬置換法④電解法。四種方法在工業(yè)上均有應(yīng)用。古代有(Ⅰ)火燒孔雀石煉銅；(Ⅱ)濕法煉銅；現(xiàn)

代有(Ⅲ)鋁熱法煉鉻；(Ⅳ)從光鹵石中煉鎂，對(duì)它們的冶煉方法

的分析不正確的是(

B)A.(Ⅰ)用①B.(Ⅱ)用②C.(Ⅲ)用③D.(Ⅳ)用④1.金屬冶煉實(shí)質(zhì)：

Mn＋＋ne

-

→M2.金屬冶煉的常用方法：K

Ca

Na

Mg

Al

Zn

Fe

Sn

Pb

Cu電解法熱還原法3.合理開(kāi)發(fā)和利用金屬礦物資源【課堂小結(jié)】金屬礦物的開(kāi)發(fā)利用Pt

Au物理方法Hg

Ag熱分解法謝謝觀看！第一節(jié)

自然資源的開(kāi)發(fā)利用第1課時(shí)金屬礦物的開(kāi)發(fā)利用（答疑）廣州大學(xué)附屬中學(xué)蔡泉林高一—人教版—化學(xué)—必修第二冊(cè)—第八章練習(xí)與應(yīng)用1.

下列說(shuō)法中正確的是(

A)A

．金屬的冶煉原理，就是利用氧化還原反應(yīng)原理，在一定條件下將

金屬?gòu)钠浠衔镏羞€原出來(lái)B

．冶煉金屬時(shí)，必須加入一種物質(zhì)作為還原劑C

．金屬由化合態(tài)變?yōu)橛坞x態(tài)，可能被還原，也可能被氧化D

．金屬單質(zhì)被發(fā)現(xiàn)和應(yīng)用得越早，其在地殼中的含量越大練習(xí)與應(yīng)用2.

下列關(guān)于金屬冶煉的說(shuō)法正確的是(

D)A

．由于Al的活潑性強(qiáng)，故工業(yè)上采用電解熔融AlCl3

的方法生產(chǎn)AlB

．可以用鈉加入氯化鎂溶液中制取鎂C

．煉鐵高爐中所發(fā)生的反應(yīng)都是放熱的，故無(wú)需加熱D

．金屬冶煉的方法由金屬的活潑性決定練習(xí)與應(yīng)用3

.以輝銅礦(Cu2S)為原料冶煉銅，其反應(yīng)原理可表示為Cu2S＋O2

2Cu+SO2

。下列說(shuō)法不正確的是(C

)A

．化合價(jià)發(fā)生變化的元素有3種B

．Cu2S在該反應(yīng)中既是氧化劑又是還原劑C

．1mol

O2參加反應(yīng)時(shí)，上述反應(yīng)轉(zhuǎn)移電子總物質(zhì)的量為4molD

．SO2被分離、回收后氧化生成SO3

，作為制取硫酸的原料–+

1

–2

0

高溫

0+4

2A