人教版辽宁省抚顺市高中化学 第四章 化学与自然资源的开发利用 4.1 开发利用金属矿物和海水资源课件 新人教必修2.ppt

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1、第四章第四章 化学与可持化学与可持续发展展第一节第一节 开发利用金属矿物和海水资源开发利用金属矿物和海水资源第一课时第一课时 金属矿物的开发和利用金属矿物的开发和利用2021/8/9 星期一1学习目标：学习目标：1了解化学方法在金属矿物开发了解化学方法在金属矿物开发（主要是金属冶炼）。（主要是金属冶炼）。2掌握金属冶炼的一般原理基础掌握金属冶炼的一般原理基础及不同金属的冶炼方法及不同金属的冶炼方法。3。掌握铝热反应的原理。掌握铝热反应的原理 2021/8/9 星期一2常见的金属矿物资源金矿金矿 Au铂矿铂矿 Pt少数不活泼金属以游离态存在（如金和铂）少数不活泼金属以游离态存在（如金和铂）202

2、1/8/9 星期一3金银人类最早发现和应用的金属分别是：人类最早发现和应用的金属分别是：铜2021/8/9 星期一4黄铜矿黄铜矿赤铁矿赤铁矿铝矿铝矿锰矿锰矿钨矿钨矿锌矿锌矿2021/8/9 星期一5常见的金属矿物资源 白云石白云石CaMgCO32 辰砂辰砂HgS黄铜矿黄铜矿CuFeS2菱镁矿菱镁矿MgCO3 大多数金属以大多数金属以化合态存在化合态存在如果需要金如果需要金属单质，那属单质，那怎么办？怎么办？冶炼金属冶炼金属2021/8/9 星期一6在公元前在公元前60006000年到年到70007000年左右，年左右，人们就能冶炼出铜人们就能冶炼出铜铜铜 镜镜汉武帝时铜币汉武帝时铜币先秦刀币先

3、秦刀币冶炼金属要追溯到古代冶炼金属要追溯到古代2021/8/9 星期一7因为我们的生活生产需要金属，所以必须要开因为我们的生活生产需要金属，所以必须要开发利用金属资源发利用金属资源但金属资源是不可再生资源，不是取之不尽的但金属资源是不可再生资源，不是取之不尽的利用化学知识利用化学知识，在科学开发利用金属矿在科学开发利用金属矿物的基础上，使金属矿物资源得到可持物的基础上，使金属矿物资源得到可持续发展续发展那如何解决那如何解决2021/8/9 星期一8 1、金属的冶炼、金属的冶炼 将金属从其化合物中还原出来将金属从其化合物中还原出来用用于生产和制造各种金属材料的过程在于生产和制造各种金属材料的过程

4、在工业上称为工业上称为金属的冶炼金属的冶炼一、金属矿物的开发利用一、金属矿物的开发利用2021/8/9 星期一9我国在西汉初时已经懂得用木炭与铁矿石混合我国在西汉初时已经懂得用木炭与铁矿石混合高温冶炼生铁，领先欧洲一千余年。高温冶炼生铁，领先欧洲一千余年。古代中国劳动人民用木炭炼铁古代中国劳动人民用木炭炼铁2021/8/9 星期一10回忆：初中学过冶炼铁的方法？回忆：初中学过冶炼铁的方法？Fe2O3 +3CO=2Fe+3CO2 高温得电子得电子 能由此找出金属冶炼的实质吗？能由此找出金属冶炼的实质吗？2、金属冶炼的实质、金属冶炼的实质 实质是用还原的方法使实质是用还原的方法使金属化合物中的金属

5、化合物中的金属离子得到电子变成金属原子金属离子得到电子变成金属原子。M得电子得电子M（被还原）（被还原）n+还原出金属的难还原出金属的难易由谁决定？易由谁决定？2021/8/9 星期一11K Ca Na Mg Al Zn FeCu Hg Ag Pt Au电解法电解法热还原法热还原法热分解法热分解法【阅读课本阅读课本8888页内容思考页内容思考】：在金属活动：在金属活动顺序表中，这些金属冶炼方法分别适用于顺序表中，这些金属冶炼方法分别适用于那些金属呢？那些金属呢？12物理提取法物理提取法结论：结论：金属位置越靠后，越易被还原，用一般金属位置越靠后，越易被还原，用一般的还原方法即可；的还原方法即可

6、；金属位置越靠前，越难被还原，要用较金属位置越靠前，越难被还原，要用较强的还原手段来还原强的还原手段来还原2021/8/9 星期一12讨论：讨论：金属越活泼，越金属越活泼，越 失电子，该失电子，该金属离子就越金属离子就越 得电子，还原出该金得电子，还原出该金属就越属就越 。易易难难难难结论：结论：由于不同的金属离子的得电子能力由于不同的金属离子的得电子能力不同，所以要采用不同，所以要采用不同强度的冶炼方法不同强度的冶炼方法 要根据金属的活动性顺序不同，要根据金属的活动性顺序不同，采取不同的冶炼方法采取不同的冶炼方法2021/8/9 星期一133 3、金属冶炼的一般方法：、金属冶炼的一般方法：(

7、2)热分解法热分解法（适合一些不活泼金属）（适合一些不活泼金属）2HgO =2Hg+O2 加热加热2Ag2O =4Ag+O2 加热加热(1)物理提取法物理提取法 (适用于极不活泼的金属适用于极不活泼的金属Pt、Au)2021/8/9 星期一14（3）电解法（适合一）电解法（适合一些非常活泼金属些非常活泼金属）MgCl2(熔融熔融)=Mg+Cl2 电解电解2Al2O3(熔融熔融)=4Al+3O2 电解电解冰晶石冰晶石2NaCl(熔融熔融)=2Na+Cl2 电解电解思考：电解氯化钠溶液能制得钠吗？思考：电解氯化钠溶液能制得钠吗？2021/8/9 星期一15（4）热还原法（适用于大部分金属）热还原法

8、（适用于大部分金属）CuO+H2=Cu+H2O高温高温Fe2O3+3CO=2Fe+3CO2 高温高温注：除了注：除了CO、H2、C等做还原剂外，一等做还原剂外，一些活泼金属如些活泼金属如Al等也可做还原剂还原金属等也可做还原剂还原金属2021/8/9 星期一16探究实验探究实验4-1【提出问题提出问题】活泼金属能像活泼金属能像CO那样做还原剂那样做还原剂还原出金属吗？还原出金属吗？若能，若能，Fe2O3 跟跟Al在高温条件下反在高温条件下反应生成什么？应生成什么？2021/8/9 星期一17反反应应现现象象：镁镁条条剧剧烈烈燃燃烧烧，放放出出大大量量的的热热，发发出出耀耀眼眼的的白白光光，纸纸

9、漏漏斗斗内内剧剧烈烈反反应应，纸纸漏漏斗斗被烧穿，有熔融物落入沙中被烧穿，有熔融物落入沙中铁。铁。Fe2O3+2Al=2Fe+Al2O3高温高温1 1、镁条的作用是什么？、镁条的作用是什么？2 2、氯酸钾的作用是什么？、氯酸钾的作用是什么？铝热反应铝热反应 结论：结论：一些活泼的金属也可作还原剂还原金属一些活泼的金属也可作还原剂还原金属问题问题2021/8/9 星期一183MnO2+4Al=高温高温Cr2O3+2Al=高温高温3Co3O4+8Al=高温高温其它铝热反应其它铝热反应 3Mn+2Al2O32Cr+Al2O39Co+4Al2O32021/8/9 星期一19小结：冶金的一般方法：小结：

10、冶金的一般方法：可见，可见，越活泼的金属越难冶炼越活泼的金属越难冶炼K、Ca、Na、Mg、AlZn、Fe、Sn、Pb（H）、）、CuHg、Ag强强弱弱弱弱强强电解法电解法热还原法热还原法热分热分解法解法Pt、Au主要冶炼主要冶炼方法方法金属离子金属离子的得电子的得电子 金属失电金属失电子能力子能力金属活动金属活动顺序顺序物理提物理提取法取法2021/8/9 星期一20 我们每年数以亿吨计的向自然界索取金我们每年数以亿吨计的向自然界索取金属资源，属资源，资源就会越来越少，直至有一天枯资源就会越来越少，直至有一天枯竭。竭。怎样才能使金属资源可持续发展？怎样才能使金属资源可持续发展？讨论：讨论：小资

11、料小资料 以铝为例，生产一吨原铝至少要消耗四吨以铝为例，生产一吨原铝至少要消耗四吨铝土矿资源。当前全球原铝的铝土矿资源。当前全球原铝的年产年产量约量约25002500万万吨，年吨，年消耗消耗铝土矿超过铝土矿超过一亿一亿吨，如果照此发展吨，如果照此发展下去，地球上的铝土矿资源就会越来越少，直下去，地球上的铝土矿资源就会越来越少，直至有一天枯竭。至有一天枯竭。阅读：2021/8/9 星期一214、金属资源的可持续发展、金属资源的可持续发展回收和再利用回收和再利用提高金属矿物的利用率提高金属矿物的利用率减少金属的使用量减少金属的使用量使用其他材料代替金属材料使用其他材料代替金属材料2021/8/9

12、星期一22金属的回收和资源保护金属的回收和资源保护2021/8/9 星期一23练习1、下列各种冶炼方法中，可以制得、下列各种冶炼方法中，可以制得 相应金属的是（相应金属的是（）A、加热氧化铝、加热氧化铝 B、加热碳酸钙、加热碳酸钙C、电解熔融氯化钠、电解熔融氯化钠 D、氯化钠与铝粉高温共热、氯化钠与铝粉高温共热2、根据金属在金属活动顺序表中的位置、根据金属在金属活动顺序表中的位置及性质，推测制取下列金属最适宜的方法：及性质，推测制取下列金属最适宜的方法：Na Zn Hg Au C电解法电解法热还原法热还原法热分解法热分解法物理提取法物理提取法2021/8/9 星期一24 4 4、100100多

13、年前，为了表彰门捷列夫对化学的杰出贡多年前，为了表彰门捷列夫对化学的杰出贡献，英国皇家学会不惜重金制作了一个比黄金还要贵献，英国皇家学会不惜重金制作了一个比黄金还要贵重的奖杯重的奖杯铝杯，赠送给门捷列夫。铝杯，赠送给门捷列夫。思考：为什么人类使用铁器比使用铜器晚？使用铝思考：为什么人类使用铁器比使用铜器晚？使用铝制品又比使用铁制品晚？制品又比使用铁制品晚？答：金属越活泼，冶炼难度越大，发现得通常越晚。答：金属越活泼，冶炼难度越大，发现得通常越晚。3、铝能用来冶炼难熔金属（如、铝能用来冶炼难熔金属（如Fe、V、Mn等），这等），这是因为铝有是因为铝有()A两性两性 B良好导电性良好导电性 C熔点低熔点低 D还原性，在反应中放出大量热还原性，在反应中放出大量热D2021/8/9 星期一25