【課件】金屬礦物的開(kāi)發(fā)利用++課件高一下學(xué)期化學(xué)人教版（2019）必修第二冊(cè)

金屬礦物的開(kāi)發(fā)利用第1課時(shí)第一節(jié)自然資源的開(kāi)發(fā)利用1.了解金屬在自然界中的存在形式，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，形成金屬冶煉方法知識(shí)模型，培養(yǎng)證據(jù)推理與模

型認(rèn)知能力。2.了解鋁的冶煉原理。1.活潑性不同的金屬冶煉的一般方法。2.鋁的生產(chǎn)流程。[學(xué)習(xí)目標(biāo)][重點(diǎn)難點(diǎn)]生活生產(chǎn)國(guó)防科技情境導(dǎo)入應(yīng)用廣泛的金屬赤鐵礦(Fe2O3)磁鐵礦(Fe3O4)黃鐵礦(FeS2)黃銅礦(CuFeS2)鋁土礦(Al2O3)自然金自然鉑隕鐵金屬元素在自然界中有哪些存在形式？1.金屬元素在自然界中的存在形態(tài)游離態(tài)：金、鉑等極少數(shù)金屬；化合態(tài)：絕大多數(shù)金屬元素。2.金屬的冶煉純鐵利用氧化還原反應(yīng)化合態(tài)游離態(tài)

Mn＋＋ne－→M目標(biāo)一

金屬礦物的開(kāi)發(fā)利用金礦Au鉑礦Pt赤鐵礦(Fe2O3)金屬元素鋁土礦(Al2O3)軟錳礦(MnO2)思考1金屬的存在狀態(tài)和活潑性金屬越活潑越難被還原，使用的時(shí)間越晚。3.金屬的冶煉方法

根據(jù)下圖人類冶煉金屬的歷史時(shí)間分析推測(cè)人類發(fā)現(xiàn)和使用金屬材料受哪些因素的影響？為什么？KCaNaMgAlZnFeSnPb(H)CuHgAgPtAu電解法熱還原法熱分解法物理方法與金屬的存在狀態(tài)和活潑性有關(guān)

古法煉汞電解制鈉古法煉鐵淘金3.金屬的冶煉方法KCaNaMgAlZnFeSnPbCuHgAg

PtAu(1)

熱分解法(不活潑的金屬Hg、Ag)2HgO2Hg+O2↑2Ag2O4Ag+O2↑HgSHg+S古代煉丹術(shù)士葛洪的《抱樸子》中“丹砂(HgS)燒之成水銀”3.金屬的冶煉方法(2)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。Fe2O3+3CO2Fe+3CO2

高溫CuO+H2Cu+H2O高溫常用的還原劑有：CO、H2、C、活潑金屬KCaNaMgAlZnFeSnPbCuHgAg

PtAu3.金屬的冶煉方法Fe2O3+2Al2Fe+Al2O3高溫鋁熱反應(yīng)

應(yīng)用：

焊接鋼軌

冶煉金屬(3)電解法(KCaNaMgAl很活潑的金屬

)2NaCl(熔融)2Na+Cl2↑電解MgCl2(熔融)Mg+Cl2↑電解2Al2O3(熔融)4Al+3O2↑電解冰晶石溫馨提示：冰晶石（Na3AlF6）降低熔化Al2O3所需溫度，降低能耗。KCaNaMgAlZnFeSnPbCuHgAg

PtAu3.金屬的冶煉方法結(jié)合下列表格物質(zhì)的熔沸點(diǎn)數(shù)據(jù)分析，為什么冶煉鎂時(shí)，選擇MgCl2而不是MgO？為什么冶煉鋁時(shí)，選擇Al2O3而不是AlCl3？思考2物質(zhì)MgOAl2O3MgCl2AlCl3熔點(diǎn)/℃28522054714190（以分子形式存在）沸點(diǎn)/℃360029801412180MgO熔點(diǎn)高，耗能多AlCl3是共價(jià)化合物，熔融狀態(tài)下不導(dǎo)電。(4)其他方法：濕法煉銅火法煉銅信州鉛山縣有苦泉，流以為澗。其水熬之，則成膽礬，烹膽礬則成銅。熬膽礬鐵釜，久之異化為銅。——沈括《夢(mèng)溪筆談》用礦(硫化礦，主要成分為Cu2S)二百五十籮……入大旋風(fēng)爐，連烹(灼燒)三日三夜，方見(jiàn)成銅?！鳌り懭荨遁膱@雜記》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》極不活潑的金屬，如金、鉑物理方法3.金屬的冶煉方法Fe＋CuSO4===FeSO4＋Cu判斷正誤(1)在自然界中金屬元素都以化合態(tài)的形式存在(

)(2)利用化合物冶煉金屬時(shí)，金屬元素一定發(fā)生還原反應(yīng)(

)(3)在地殼中含量越多的金屬元素，人類利用的越早(

)(4)可以通過(guò)電解飽和食鹽水的方法獲取金屬鈉(

)(5)鋁熱反應(yīng)的本質(zhì)是用鋁將活潑性比鋁弱的金屬?gòu)钠浠衔镏兄脫Q出來(lái)(

)×練習(xí)1√√××冶煉金屬常用以下幾種方法：①以C、CO或H2作還原劑；②電解法；③熱分解法。下列金屬各采用哪種方法？(1)Fe、Zn、Cu等相對(duì)較活潑金屬：____(填序號(hào)，下同)。(2)Na、Mg、Al等活潑金屬：____。(3)Hg、Ag等不活潑金屬：____。練習(xí)2①②③金屬鋰是密度最小的金屬，等質(zhì)量的金屬鋰能釋放出更多的電子，故常用來(lái)制造高能量電池。已知鋰的金屬性介于鈉和鎂之間，則冶煉金屬鋰可以采用的方法是_______。練習(xí)3電解法鋰的金屬性介于鈉和鎂之間，其冶煉方法應(yīng)與鈉和鎂的冶煉方法(電解法)相同。金屬冶煉方法與金屬活潑性關(guān)系歸納總結(jié)目標(biāo)二合理開(kāi)發(fā)和利用金屬礦物資源礦石冶煉過(guò)程中的“三廢”問(wèn)題估計(jì)一些礦物可開(kāi)采的年限1.原因(1)金屬礦物資源有限且分布不均勻。(2)冶煉金屬的過(guò)程中會(huì)消耗大量能量且易造成環(huán)境污染。(3)金屬腐蝕現(xiàn)象嚴(yán)重會(huì)造成大量損失。目標(biāo)二合理開(kāi)發(fā)和利用金屬礦物資源計(jì)算表明，生產(chǎn)1mol鋁消耗的電能至少為1.8×106J，回收鋁制飲料罐得到鋁與從鋁土礦得到鋁相比，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，你想到了什么？思考1啟示2：金屬冶煉必須考慮廢棄物的處理對(duì)環(huán)境的影響，走可持續(xù)發(fā)展道路。啟示1：加強(qiáng)廢舊金屬的回收和再利用是合理利用金屬資源的重要途徑。2.金屬礦物資源的開(kāi)發(fā)和利用措施(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)使用其他材料代替金屬材料，減少金屬的使用量。(5)加強(qiáng)廢舊金屬的回收和再利用。Al2O3

Fe2O3

SiO2MgO過(guò)濾過(guò)量鹽酸SiO2AlCl3FeCl3MgCl2NaOH溶液過(guò)濾Fe(OH)3Mg(OH)2NaAlO2NaClNaOHCO2過(guò)濾Al(OH)3NaHCO3NaCl加熱Al2O3電解Al思考2

鋁元素在地殼中主要以鋁土礦（主要成分是Al2O3，含SiO2、Fe2O3、MgO等雜質(zhì)）的形式存在，那么如何從鋁土礦中提取鋁呢？1.酸溶法工業(yè)流程寫(xiě)出與Al有關(guān)的離子方程式。①__________________________；②__________________________；③_________________________________________。Al2O3＋6H＋==2Al3＋＋3H2O

思考2

鋁元素在地殼中主要以鋁土礦（主要成分是Al2O3，含SiO2、Fe2O3、MgO等雜質(zhì)）的形式存在，那么如何從鋁土礦中提取鋁呢？Al2O3

Fe2O3

SiO2MgONaOH溶液Fe2O3MgONaAlO2Na2SiO3NaOH鹽酸H2SiO3NaClAlCl3氨水Al(OH)3過(guò)濾過(guò)濾過(guò)濾NH4ClNaCl加熱Al2O3Al電解2.堿熔法工業(yè)流程寫(xiě)出與Al有關(guān)的離子方程式。④___________________________；⑤___________________________；⑥_________________________________。

工業(yè)上用鋁土礦(主要成分為Al2O3，還有少量的Fe2O3等雜質(zhì))提取氧化鋁作冶煉鋁的原料，提取的操作過(guò)程如下：練習(xí)(1)Ⅰ和Ⅱ步驟中分離溶液和沉淀的操作為_(kāi)____，所用到的玻璃儀器是___________________________。(2)沉淀M中除含有泥沙外，一定還含有______，固體N是______。過(guò)濾燒杯、漏斗、玻璃棒泥沙、Fe2O3NaAlO2

Al2O3Fe2O3Al2O3工業(yè)上用鋁土礦(主要成分為Al2O3，還有少量的Fe2O3等雜質(zhì))提取氧化鋁作冶煉鋁的原料，提取的操作過(guò)程如下：練習(xí)泥沙、Fe2O3NaAlO2

Al2O3(3)濾液X中，含鋁元素的溶質(zhì)的化學(xué)式為_(kāi)______，它屬于____(填“酸”“堿”或“鹽”)類物質(zhì)。(4)實(shí)驗(yàn)室里通常向AlCl3溶液中加入______(填“氨水”或“NaOH溶液