公開課開發(fā)利用金屬礦物和海水資源時(shí)課件

輝銅礦Cu2S青銅時(shí)期中國始于3800年前，興于商周時(shí)期。主要用于制禮器、樂器、兵器。

制陶工藝后期改進(jìn)了窯的結(jié)構(gòu)，加深了火膛，縮小了火口使空氣更加充足，溫度更高。這時(shí)無意中聞到了刺激性氣味的氣體，發(fā)現(xiàn)了金屬銅。原來是因?yàn)榻ǜG的過程中用到了輝銅礦。根據(jù)資料寫出制出銅的反應(yīng)？Cu2S+O22Cu+SO2

高溫第1頁/共23頁輝銅礦Cu2S青銅時(shí)期中國始于3800年前，興于商周時(shí)期。1殷墟考古發(fā)現(xiàn)，3000多年前我國古代勞動人民就掌握了孔雀石煉銅工藝，他們將孔雀石，主要成分Cu2（OH）2CO3和木炭一起加熱就可得到紅色的金屬銅．請你寫出化學(xué)反應(yīng)原理孔雀石Cu2(OH)2CO3Cu2(OH)2CO3

＝2CuO+H2O+CO2↑孔雀石C+2CuO==CO2↑+2Cu高溫青銅時(shí)期第2頁/共23頁殷墟考古發(fā)現(xiàn)，3000多年前我國古代勞動人民就掌握了孔雀石2秦始皇地宮埋“水銀”之謎

《史記》記載：始皇陵有大量水銀。地質(zhì)學(xué)家先后兩次來始皇陵采樣。發(fā)現(xiàn)始皇陵封土土壤樣品中果然出現(xiàn)“汞異?！薄？茖W(xué)家由此得出初步結(jié)論:《史記》中關(guān)于始皇陵中埋藏上百噸汞的記載是可靠的。地宮埋“水銀”的千古謎案終于解開了。單質(zhì)的汞，在自然界中是極為罕見的。為什么兩千多年前就能得到上百噸的水銀呢？汞礦(HgO)秦始皇陵墓世界文化遺產(chǎn)青銅時(shí)代2HgO2Hg＋O2↑加熱第3頁/共23頁秦始皇地宮埋“水銀”之謎單質(zhì)的汞，在自然界中是極為罕見的。3煉丹術(shù)起于戰(zhàn)國興于漢初

經(jīng)常聽說武俠小說中有“九轉(zhuǎn)大還丹”吃了能起死回生。實(shí)際上所謂“九轉(zhuǎn)”是將天然丹砂（HgS）在空氣中加熱煉成水銀，再將水銀和硫混合后放在密閉的鼎中升煉成純的硫化汞，硫化汞再加熱煉成水銀，水銀再煉成硫化汞如此反復(fù)九次，就煉成了“九轉(zhuǎn)大還丹”。上述材料中發(fā)生了什么反應(yīng)？HgS+O2==Hg+SO2

Hg+S=HgS加熱青銅時(shí)代第4頁/共23頁煉丹術(shù)起于戰(zhàn)國興于漢初經(jīng)常聽說武俠小說中有“九4

古代阿拉伯人曾傳說“天上的金雨落進(jìn)沙漠里變成了黑色的鐵”。新疆隕鐵南極洲隕鐵第5頁/共23頁古代阿拉伯人曾傳說“天上的金雨落進(jìn)沙漠里變成了黑色的5鐵器時(shí)代距今約2000年西漢初懂得用木炭和鐵礦石混合高溫冶煉生鐵南宗末年的工匠有掌握了用焦炭煉鐵古代中國勞動人民用木炭煉鐵第6頁/共23頁鐵器時(shí)代距今約2000年西漢初懂得用木炭和鐵礦石混合高溫冶煉6

我國古代煉鐵工業(yè)長期領(lǐng)先于世界，我國在西漢初時(shí)已經(jīng)懂得將鐵礦石（Fe2O3）和木炭一層一層的堆放在煉鐵爐中，點(diǎn)火燃燒產(chǎn)生CO從而使鐵礦石中的鐵還原為單質(zhì)。領(lǐng)先歐洲一千余年，南宋末年的工匠又掌握了用焦炭煉鐵，而歐洲最早的英國直到500年后（相當(dāng)于清朝乾隆末年），才掌握這一技術(shù)。鐵器時(shí)代Fe2O3＋3CO2Fe＋3CO2

高溫第7頁/共23頁我國古代煉鐵工業(yè)長期領(lǐng)先于世界，我國在西漢初時(shí)已經(jīng)懂7

宋代時(shí)期，人們發(fā)現(xiàn)江西上饒有一口苦泉，蒸發(fā)這種苦泉水會得到膽礬，熬苦泉水的鐵鍋用久了會變成銅鍋。這就是最早的濕法煉銅請寫出該反應(yīng)的離子方程式

。Fe＋Cu2+＝Cu＋Fe2+鐵器時(shí)代最早的濕法煉銅為什么出現(xiàn)在鐵器時(shí)代呢？第8頁/共23頁宋代時(shí)期，人們發(fā)現(xiàn)江西上饒有一口Fe＋Cu28

100多年前，為了表彰門捷列夫?qū)瘜W(xué)的杰出貢獻(xiàn)，英國皇家學(xué)會不惜重金制作了一個比黃金還要貴重的獎杯——鋁杯，贈送給門捷列夫。思考：為什么這個時(shí)期鋁比金還貴重呢？近代鋁的冶煉19世紀(jì)后期到20世紀(jì)初

由于早期煉鋁十分困難，所以鋁的價(jià)格十分昂貴，一度超越金銀之上，直至19世紀(jì)上半葉，鋁還是歐洲許多高級珠寶店的高檔貨。這也是鋁在地殼中含量比銅、鐵多，而應(yīng)用比銅、鐵晚的多的原因。第9頁/共23頁100多年前，為了表彰門捷列夫?qū)瘜W(xué)的杰出貢9自從美國青年化學(xué)家霍爾發(fā)明電解制鋁法后，制鋁工藝不斷改進(jìn)，現(xiàn)在人們已經(jīng)熟練掌握了從鋁土礦（主要成分是Al2O3）中冶煉鋁的技術(shù)，使得制鋁成本大大下降，使鋁走入千家萬戶。近代鋁的冶煉2Al2O3(熔融)4Al＋3O2↑電解冰晶石鋁土礦第10頁/共23頁自從美國青年化學(xué)家近代鋁的冶煉2Al2O3(熔融)102HgO2Hg＋O2↑加熱2Al2O3(熔融)4Al＋3O2↑電解冰晶石鋁土礦Fe2O3＋3CO2Fe＋3CO2

高溫2CuO+C2Cu+CO2

高溫金屬冶煉的原理和方法熱分解法熱還原法電解法500攝氏度1000攝氏度1500攝氏度電人類冶煉和使用金屬的順序是一種歷史巧合還是歷史的必然？第11頁/共23頁2HgO2Hg＋O2↑加熱2A11天然金朱砂HgS翠銅礦CuSiO3.6H2O

黃鐵礦FeS2

鈣鈾云母

Ca(UO2)2(PO4)2?12H2O

第12頁/共23頁天然金朱砂HgS翠銅礦CuSiO3.6H2O黃鐵礦FeS212金屬冶煉的原理在現(xiàn)代應(yīng)用火車道上的鋼軌有了縫隙怎么辦？第13頁/共23頁金屬冶煉的原理在現(xiàn)代應(yīng)用火車道上的鋼軌有了縫隙怎么辦？第1313鋁熱反應(yīng)的應(yīng)用：2Al＋Fe2O32Fe＋Al2O3高溫實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象:劇烈反應(yīng)，放出大量的熱，發(fā)出耀眼的光芒，有黑色鐵塊生成鋁熱反應(yīng)：第14頁/共23頁鋁熱反應(yīng)的應(yīng)用：2Al＋Fe2O314

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。開闊視野：鋁＋某些金屬氧化物Al2O3＋金屬高溫練習(xí)試寫出分別Al與MnO2、Cr2O3反應(yīng)的鋁熱方程式3MnO2+4Al===3Mn+2Al2O3高溫Cr2O3+2Al===2Cr+Al2O3高溫第15頁/共23頁鋁熱反應(yīng)的原理可以應(yīng)用在生產(chǎn)上，如用于焊接鋼軌等。在15

地球上的金屬礦物資源是有限的，金屬冶煉常會消耗許多能量，也易造成環(huán)境污染。第16頁/共23頁地球上的金屬礦物資源是有限的，金屬冶煉常會消耗許多能16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

以金屬鋁為例，首先生產(chǎn)1噸金屬鋁至少要消耗4噸鋁土礦。如果廢舊的鋁能夠回收利用，每年就將減少鋁土礦消耗量約5000萬噸，這對保護(hù)鋁土礦資源有極為重要的意義。其次，利用廢舊鋁生產(chǎn)1噸鋁與用鋁土礦生產(chǎn)1噸鋁相比，可以節(jié)省95％以上的能源，其節(jié)能效果非常顯著。另外，再生鋁生產(chǎn)可比生產(chǎn)原鋁減少二氧化碳排放量90%以上，環(huán)保效益十分顯著。節(jié)約資源愛護(hù)環(huán)境從我做起第17頁/共23頁回收金屬的意義：以金屬鋁為例，首先生產(chǎn)1噸金屬17討論探究1、和同學(xué)們討論哪些舉手之勞可以節(jié)約資源保護(hù)環(huán)境？2、常見的金屬物品的使用壽命如何？失去使用價(jià)值的廢舊金屬制品是如何處理的？第18頁/共23頁討論探究1、和同學(xué)們討論哪些舉手之勞可以節(jié)約資源第18頁/共18KCaNaMgAlZnFeSnPb(H)CuHgAgPtAu電解法熱還原法熱分解法物理方法2、金屬活動性順序與金屬的冶煉的關(guān)系?能力提升：3、為什么不同的金屬冶煉方法不同呢？1、金屬冶煉的實(shí)質(zhì)是什么？第19頁/共23頁KCaNaMgAlZnFeSnPb(H)192、金屬冶煉的實(shí)質(zhì)？1、金屬冶煉和金屬活動順序表的關(guān)系？思考：KCaNaMgAlZnFeSnPb(H)CuHgAgPtAu電解法熱還原法熱分解法物理方法第20頁/共23頁2、金屬冶煉的實(shí)質(zhì)？1、金屬冶煉和金屬活動順序表的關(guān)系？思考20古代煉銅比煉鐵早得多。原因在于：

一、銅礦石比鐵礦石易識別?？兹甘伾蚀渚G(即"銅綠")，易引起人們的注意聯(lián)想。進(jìn)而用其煉銅。

二、早在新石器時(shí)代，人類就發(fā)明了制陶術(shù)。窯溫達(dá)1000℃多度，已超過銅的熔點(diǎn)(1083．4℃)，而遠(yuǎn)低于鐵的(1536℃)，可煉得紅銅。

開闊視野第21頁/共23頁古代煉銅比煉鐵早得多。原因在于：

一、銅礦石比21第22頁/共23頁第22頁/共23頁22感謝您的欣賞！第23頁/共23頁感謝您的欣賞！第23頁/共23頁23輝銅礦Cu2S青銅時(shí)期中國始于3800年前，興于商周時(shí)期。主要用于制禮器、樂器、兵器。

制陶工藝后期改進(jìn)了窯的結(jié)構(gòu)，加深了火膛，縮小了火口使空氣更加充足，溫度更高。這時(shí)無意中聞到了刺激性氣味的氣體，發(fā)現(xiàn)了金屬銅。原來是因?yàn)榻ǜG的過程中用到了輝銅礦。根據(jù)資料寫出制出銅的反應(yīng)？Cu2S+O22Cu+SO2

高溫第1頁/共23頁輝銅礦Cu2S青銅時(shí)期中國始于3800年前，興于商周時(shí)期。24殷墟考古發(fā)現(xiàn)，3000多年前我國古代勞動人民就掌握了孔雀石煉銅工藝，他們將孔雀石，主要成分Cu2（OH）2CO3和木炭一起加熱就可得到紅色的金屬銅．請你寫出化學(xué)反應(yīng)原理孔雀石Cu2(OH)2CO3Cu2(OH)2CO3

＝2CuO+H2O+CO2↑孔雀石C+2CuO==CO2↑+2Cu高溫青銅時(shí)期第2頁/共23頁殷墟考古發(fā)現(xiàn)，3000多年前我國古代勞動人民就掌握了孔雀石25秦始皇地宮埋“水銀”之謎

《史記》記載：始皇陵有大量水銀。地質(zhì)學(xué)家先后兩次來始皇陵采樣。發(fā)現(xiàn)始皇陵封土土壤樣品中果然出現(xiàn)“汞異?！薄？茖W(xué)家由此得出初步結(jié)論:《史記》中關(guān)于始皇陵中埋藏上百噸汞的記載是可靠的。地宮埋“水銀”的千古謎案終于解開了。單質(zhì)的汞，在自然界中是極為罕見的。為什么兩千多年前就能得到上百噸的水銀呢？汞礦(HgO)秦始皇陵墓世界文化遺產(chǎn)青銅時(shí)代2HgO2Hg＋O2↑加熱第3頁/共23頁秦始皇地宮埋“水銀”之謎單質(zhì)的汞，在自然界中是極為罕見的。26煉丹術(shù)起于戰(zhàn)國興于漢初

經(jīng)常聽說武俠小說中有“九轉(zhuǎn)大還丹”吃了能起死回生。實(shí)際上所謂“九轉(zhuǎn)”是將天然丹砂（HgS）在空氣中加熱煉成水銀，再將水銀和硫混合后放在密閉的鼎中升煉成純的硫化汞，硫化汞再加熱煉成水銀，水銀再煉成硫化汞如此反復(fù)九次，就煉成了“九轉(zhuǎn)大還丹”。上述材料中發(fā)生了什么反應(yīng)？HgS+O2==Hg+SO2

Hg+S=HgS加熱青銅時(shí)代第4頁/共23頁煉丹術(shù)起于戰(zhàn)國興于漢初經(jīng)常聽說武俠小說中有“九27

古代阿拉伯人曾傳說“天上的金雨落進(jìn)沙漠里變成了黑色的鐵”。新疆隕鐵南極洲隕鐵第5頁/共23頁古代阿拉伯人曾傳說“天上的金雨落進(jìn)沙漠里變成了黑色的28鐵器時(shí)代距今約2000年西漢初懂得用木炭和鐵礦石混合高溫冶煉生鐵南宗末年的工匠有掌握了用焦炭煉鐵古代中國勞動人民用木炭煉鐵第6頁/共23頁鐵器時(shí)代距今約2000年西漢初懂得用木炭和鐵礦石混合高溫冶煉29

我國古代煉鐵工業(yè)長期領(lǐng)先于世界，我國在西漢初時(shí)已經(jīng)懂得將鐵礦石（Fe2O3）和木炭一層一層的堆放在煉鐵爐中，點(diǎn)火燃燒產(chǎn)生CO從而使鐵礦石中的鐵還原為單質(zhì)。領(lǐng)先歐洲一千余年，南宋末年的工匠又掌握了用焦炭煉鐵，而歐洲最早的英國直到500年后（相當(dāng)于清朝乾隆末年），才掌握這一技術(shù)。鐵器時(shí)代Fe2O3＋3CO2Fe＋3CO2

高溫第7頁/共23頁我國古代煉鐵工業(yè)長期領(lǐng)先于世界，我國在西漢初時(shí)已經(jīng)懂30

宋代時(shí)期，人們發(fā)現(xiàn)江西上饒有一口苦泉，蒸發(fā)這種苦泉水會得到膽礬，熬苦泉水的鐵鍋用久了會變成銅鍋。這就是最早的濕法煉銅請寫出該反應(yīng)的離子方程式

。Fe＋Cu2+＝Cu＋Fe2+鐵器時(shí)代最早的濕法煉銅為什么出現(xiàn)在鐵器時(shí)代呢？第8頁/共23頁宋代時(shí)期，人們發(fā)現(xiàn)江西上饒有一口Fe＋Cu231

100多年前，為了表彰門捷列夫?qū)瘜W(xué)的杰出貢獻(xiàn)，英國皇家學(xué)會不惜重金制作了一個比黃金還要貴重的獎杯——鋁杯，贈送給門捷列夫。思考：為什么這個時(shí)期鋁比金還貴重呢？近代鋁的冶煉19世紀(jì)后期到20世紀(jì)初

由于早期煉鋁十分困難，所以鋁的價(jià)格十分昂貴，一度超越金銀之上，直至19世紀(jì)上半葉，鋁還是歐洲許多高級珠寶店的高檔貨。這也是鋁在地殼中含量比銅、鐵多，而應(yīng)用比銅、鐵晚的多的原因。第9頁/共23頁100多年前，為了表彰門捷列夫?qū)瘜W(xué)的杰出貢32自從美國青年化學(xué)家霍爾發(fā)明電解制鋁法后，制鋁工藝不斷改進(jìn)，現(xiàn)在人們已經(jīng)熟練掌握了從鋁土礦（主要成分是Al2O3）中冶煉鋁的技術(shù)，使得制鋁成本大大下降，使鋁走入千家萬戶。近代鋁的冶煉2Al2O3(熔融)4Al＋3O2↑電解冰晶石鋁土礦第10頁/共23頁自從美國青年化學(xué)家近代鋁的冶煉2Al2O3(熔融)332HgO2Hg＋O2↑加熱2Al2O3(熔融)4Al＋3O2↑電解冰晶石鋁土礦Fe2O3＋3CO2Fe＋3CO2

高溫2CuO+C2Cu+CO2

高溫金屬冶煉的原理和方法熱分解法熱還原法電解法500攝氏度1000攝氏度1500攝氏度電人類冶煉和使用金屬的順序是一種歷史巧合還是歷史的必然？第11頁/共23頁2HgO2Hg＋O2↑加熱2A34天然金朱砂HgS翠銅礦CuSiO3.6H2O

黃鐵礦FeS2

鈣鈾云母

Ca(UO2)2(PO4)2?12H2O

第12頁/共23頁天然金朱砂HgS翠銅礦CuSiO3.6H2O黃鐵礦FeS235金屬冶煉的原理在現(xiàn)代應(yīng)用火車道上的鋼軌有了縫隙怎么辦？第13頁/共23頁金屬冶煉的原理在現(xiàn)代應(yīng)用火車道上的鋼軌有了縫隙怎么辦？第1336鋁熱反應(yīng)的應(yīng)用：2Al＋Fe2O32Fe＋Al2O3高溫實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象:劇烈反應(yīng)，放出大量的熱，發(fā)出耀眼的光芒，有黑色鐵塊生成鋁熱反應(yīng)：第14頁/共23頁鋁熱反應(yīng)的應(yīng)用：2Al＋Fe2O337

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。開闊視野：鋁＋某些金屬氧化物Al2O3＋金屬高溫練習(xí)試寫出分別Al與MnO2、Cr2O3反應(yīng)的鋁熱方程式3MnO2+4Al===3Mn+2Al2O3高溫Cr2O3+2Al===2Cr+Al2O3高溫第15頁/共23頁鋁熱反應(yīng)的原理可以應(yīng)用在生產(chǎn)上，如用于焊接鋼軌等。在38

地球上的金屬礦物資源是有限的，金屬冶煉常會消耗許多能量，也易造成環(huán)境污染。第16頁/共23頁地球上的金屬礦物資源是有限的，金屬冶煉常會消耗許多能39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

以金屬鋁為例，首先生產(chǎn)1噸金屬鋁至少要消耗4噸鋁土礦。如果廢舊的鋁能夠回收利用，每年就將減少鋁土礦消耗量約5000萬噸，這對保護(hù)鋁土礦資源有極為重要的意義。其次，利用廢舊鋁生產(chǎn)1噸鋁與用鋁土礦生產(chǎn)1噸鋁相比，可以節(jié)省95％以上的能源，其節(jié)能效果