金屬礦物的開(kāi)發(fā)利用課件 2023-2024學(xué)年高一化學(xué)同步課件與檢測(cè)（人教版必修第二冊(cè)）

第1課時(shí)

金屬礦物的開(kāi)發(fā)利用

第八章化學(xué)與可持續(xù)發(fā)展第一節(jié)

自然資源的開(kāi)發(fā)利用延遲符知識(shí)與技能了解金屬在自然界中的存在形式，掌握金屬冶煉的一般方法和原理。以金屬礦物的開(kāi)發(fā)利用為例，了解依據(jù)物質(zhì)的性質(zhì)及其變化綜合利用資源的方法，體會(huì)化學(xué)對(duì)促進(jìn)人與自然和諧相處的意義。過(guò)程與方法情感態(tài)度與價(jià)值觀以煤、石油、天然氣的開(kāi)發(fā)利用為例，了解依據(jù)物質(zhì)性質(zhì)及其變化綜合利用資源和能源的方法。培養(yǎng)“科學(xué)態(tài)度與科學(xué)探究”的核心素養(yǎng)。以海水資源的開(kāi)發(fā)利用為例，了解依據(jù)物質(zhì)的性質(zhì)及其變化綜合利用資源的方法，體會(huì)化學(xué)對(duì)促進(jìn)人與自然和諧相處的意義。培養(yǎng)“科學(xué)探究與社會(huì)責(zé)任的核心素養(yǎng)。123學(xué)習(xí)目標(biāo)教學(xué)引入：自然資源的開(kāi)發(fā)利用可再生資源:是指能夠通過(guò)自然力以某一增長(zhǎng)率保持或增加蘊(yùn)藏量的自然資源。不可再生資源：指經(jīng)人類(lèi)開(kāi)發(fā)利用后，在相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)期內(nèi)不可能再生的自然資源。金屬礦物的開(kāi)發(fā)利用01教學(xué)引入：金屬的發(fā)展歷史1.1金屬的冶煉1.定義：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。Mn+(化合態(tài)）得電子，被還原M（游離態(tài)）2.實(shí)質(zhì)：觀察與思考金屬的使用時(shí)間NaMgAlZnFeSnPbCuHgAgPtAu約200年前約3000年前鐵器時(shí)代約5000年前青銅時(shí)代約10000年前金屬冶煉方法的選擇取決于：金屬在自然界中的存在狀態(tài)和金屬的活潑性。金屬越活潑，冶煉時(shí)所需條件要求越高，在人類(lèi)歷史上出現(xiàn)相對(duì)晚一些。金屬越不活潑，冶煉的方法越簡(jiǎn)單，人們使用的時(shí)間越早。1.2金屬的冶煉方法沙里淘金金礦石鉑礦石

1.淘洗法：物理分離，適用于很不活潑的金屬，如金、鉑。1.2金屬的冶煉方法古法煉汞古法煉銀2HgO2Hg+O2↑2Ag2O4Ag+O2↑2.熱分解法：加熱金屬氧化物、碘化物、羰基化合物等使其分解制取純金屬。1.2金屬的冶煉方法3.熱還原法：在高溫條件下，用氧化還原的方法將金屬單質(zhì)還原出來(lái)。熱

還

原

法Fe2O3+3CO===2Fe+3CO2

高溫CuO+H2===Cu+H2O高溫高爐煉鐵

氫氣還原氧化銅1.2金屬的冶煉方法

拿破侖大帝喜歡炫耀自己。每次宴會(huì)，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)皇帝用色澤要暗得多的鋁碗呢？1.2金屬的冶煉方法4.電解法：冶煉鈉、鎂、鋁。2NaCl(熔融)2Na+Cl2↑觀察與思考1.為什么冶煉鎂時(shí)電解MgCl2而不是MgO，冶煉鋁時(shí)電解Al2O3而不是AlCl3？(已知：MgO的熔點(diǎn)為2852℃，MgCl2的熔點(diǎn)為118℃)

工業(yè)上采用電解法冶煉鋁的材料是Al2O3，而不是AlCl3，這是因?yàn)锳lCl3是共價(jià)化合物，熔融時(shí)無(wú)法電離出自由移動(dòng)的離子，不能導(dǎo)電；工業(yè)上采用電解法冶煉鎂的材料是MgCl2，而不是MgO，這是因?yàn)镸gO雖是離子化合物，但其熔點(diǎn)太高，熔融時(shí)會(huì)消耗大量熱能，成本較高。2.為什么越活潑的金屬被人類(lèi)利用越晚？因?yàn)榻饘僭交顫?，其離子的氧化性越弱，就越難被還原，故制取和利用的時(shí)間越晚。1.2金屬的冶煉方法5.其他方法Fe＋CuSO4===FeSO4＋Cu1.2金屬的冶煉方法5.其他方法:鋁熱反應(yīng)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象1.鎂條劇烈燃燒，放出大量的熱，發(fā)出耀眼的白光。2.紙漏斗的下部被燒穿，有熔融物落入沙中。3.熔融物可以被磁鐵吸引。1.2金屬的冶煉方法5.其他方法:鋁熱反應(yīng)Fe2O3+2Al2Fe+Al2O3

在高溫條件下，金屬鋁與金屬氧化物發(fā)生置換反應(yīng)，得到相應(yīng)的金屬單質(zhì)，同時(shí)釋放出大量的熱(放出的熱可以將置換出的金屬融化）。鋁熱劑：鋁與金屬氧化物混合物助燃劑：KClO3，分解得O2，加速鎂帶燃燒，放出更多的熱注意：高溫是反應(yīng)的引發(fā)條件，反應(yīng)本身放出大量的熱1.2金屬的冶煉方法5.其他方法:鋁熱反應(yīng)Fe2O3+2Al2Fe+Al2O3

鋁熱反應(yīng)通常用來(lái)冶煉熔點(diǎn)很高但活動(dòng)性比鋁弱的金屬，如鈷、錳、釩、鎢等，也可以用于野外焊接。Cr2O3+2Al=2Cr+Al2O3高溫觀察與思考

鋁熱反應(yīng)為放熱反應(yīng)，放出的熱可以維持反應(yīng)繼續(xù)進(jìn)行，因此不需要持續(xù)加熱。

鎂條是引燃劑，氯酸鉀為助燃劑，點(diǎn)燃鎂條，促使氯酸鉀分解，釋放出氧氣，使鎂條更劇烈燃燒，單位時(shí)間內(nèi)放出更多熱量，從而引發(fā)Al和Fe2O3發(fā)生反應(yīng)。一是防止蒸發(fā)皿炸裂，二是防止生成的熔融物濺出。1.鋁熱反應(yīng)需要高溫條件，是否還需要持續(xù)加熱？3.蒸發(fā)皿中鋪少量細(xì)沙的作用是什么？2.實(shí)驗(yàn)中，鎂條、氯酸鉀的作用是什么？引發(fā)反應(yīng)的操作是什么？1.用鋁熱法還原下列氧化物，制得金屬各1mol，消耗鋁最少的是(

)A．MnO2B．WO3C．Cr2O3D．Co3O4課堂檢測(cè)D+4+6+33+8觀察與思考

計(jì)算表明，生產(chǎn)1mol鋁消耗的電能至少為1.8×106J，回收鋁質(zhì)飲料罐得到鋁與從鋁土礦制鋁相比，前者的能耗僅為后者的3%~5%。通過(guò)對(duì)上述數(shù)據(jù)的分析和對(duì)比，你想到了什么？請(qǐng)將你的想法和同學(xué)交流。觀察與思考試從能源消耗和環(huán)境污染兩個(gè)角度分析加強(qiáng)廢舊金屬回收利用的重要性。

用鋁土礦生產(chǎn)鋁，能耗高，資源消耗量大，在生產(chǎn)過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生大量的廢氣、廢液及廢渣，對(duì)大氣水體及土壤會(huì)產(chǎn)生很大污染；而用廢舊飲料罐生產(chǎn)鋁，能耗低，資源消耗量小，對(duì)環(huán)境污染很小，變廢為寶，既可以減少?gòu)U舊金屬對(duì)環(huán)境的污染還可以提高礦物有效利用率，是可持續(xù)發(fā)展的必然要求。合理開(kāi)發(fā)和利用礦物資源022.1自然資源開(kāi)發(fā)面臨的問(wèn)題礦石冶煉過(guò)程中的“三廢”問(wèn)題估計(jì)一些礦物可開(kāi)采的年限2.2合理開(kāi)發(fā)利用自然資源（1）資源有限且分布不均

（2）金屬的冶煉消耗許多能量（3）金屬冶煉造成環(huán)境污染

（4）金屬腐蝕造成大量損失（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)廢舊金屬的回收和再利用（5）使用其他材料代替金屬材料原

因措施（1）資源有限且分布不均

（2）金屬的冶煉消耗許多能量（3）金屬冶煉造成環(huán)境污染

（4）金屬腐蝕造成大量損失合理開(kāi)發(fā)和利用金屬礦物資源原

因（1）