8.1.1 金属矿物的开发利用（第一课时）课件【新教材】2020-2021学年人教版（2019）高一化学必修第二册（含视频）

　第七章 第一节　自然资源的开发利用 第1课时　金属矿物的开发利用 第八章 第一节 核心素养 1、变化观念：认识金属冶炼的原理、方法和理解金属冶炼遵循的一般规律。 2、社会责任：认识金属回收的意义，树立环保意识。 1、了解金属在自然界中的存在形式。 2、掌握金属的冶炼方法。 3、掌握铝热反应原理及实验。 学习目标 自然界的金属单质 自然金 自然银 自然铜 自然铁 自然界的金属化合物 黄铜矿 赤铁矿 铝矿 锰矿 钨矿 锌矿 自然界中的金属元素绝大多数是以化合态的形式存在的，而我们使用的金属材料则是金属的单质或者单质制得的合金。 我们如何利用金属矿物来冶炼金属的单质？金属冶炼的实质又是什么呢？ 我国在西汉初已经知道用木炭与铁矿石混合，在高温下冶炼生铁；这比欧洲领先一千余年！ 1.金属元素在自然界中的存在形态 游离态 金、铂 化合态 2.金属冶炼的一般原理 (1)基本原理：将金属元素从其化合物中 出来。 (2)表示方法：Mn＋＋ne－===M。 还原 ① 物理提取法：适用于金属活动性顺序表中尾部一些极不活泼金属的冶炼。Pt Au ② 热 分 解 法：适用于金属活动性顺序表中氢以后部分的金属冶炼。 Hg Ag ③ 热 还 原 法：适用于金属活动性顺序表中中部一些金属冶炼。 Zn Fe Sn Pb Cu ④ 电 解 法：适用于金属活动性顺序表中前部一些活泼金属的冶炼。 K Ca Na Mg Al 3. 金属的冶炼方法 K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb(H) Cu Hg Ag Pt Au K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb(H) Cu Hg Ag Pt Au 示例 适合一些非常活泼金属 适合一些不 活泼金属 适合大部分金属 Fe＋CuSO4===FeSO4＋Cu 【思考】 1. 为什么冶炼镁时电解MgCl2而不是MgO，冶炼铝时电解Al2O3而不是AlCl3？(已知：MgO的熔点为2 852 ℃，MgCl2的熔点为118 ℃) MgO虽是离子化合物，但其熔点太高，熔融时会消耗大量热能，生产成本高。 AlCl3虽然熔点低，但其是共价化合物，熔融时无法电离出自由移动的离子，不能导电；所以要通过电解熔融Al2O3 来得到铝单质。 2.为什么越活泼的金属被人类利用越晚？ 因为金属越活泼，其离子的氧化性越弱，就越难被还原；有些金属离子只能借助电解手段才能被还原，故制取和利用的时间越晚。 金属活动性： 强 弱 K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb（H） Cu Hg Ag Pt Au 电解法 热还原法 热分解法 物理提取法 金属元素的活泼性与其冶炼方法的关系 有时也用一些活泼的金属作为还原剂，将相对不活泼的金属从其化合物中还原出来，例如用铝做还原剂可以还原Fe、Co、V、Cr、Mn等；我们将这些反应统称为铝热反应。 Fe2O3+ 2Al === 2Fe + Al2O3 高温 3MnO2 + 4Al === 3Mn + 2Al2O3 高温 高温 3V2O5+ 10Al === 6V + 5Al2O3 4.铝热反应的原理 大部分金属的冶炼都是通过在高温下发生的氧化还原反应来完成的，常用的还原剂有焦炭、一氧化碳、氢气等。 现象：①镁条剧烈燃烧，放出大量的热，发出耀眼的白光; ②纸漏斗内铝热剂剧烈反应，漏斗被烧穿，有熔融物落入沙中。 【思考】 1. 实验中，镁条、氯酸钾的作用是什么？ 镁条是引燃剂，氯酸钾为助燃剂。点燃镁条，促使氯酸钾分解，释放出氧气，使镁条更剧烈燃烧，单位时间内放出更多热量，从而引发铝热剂剧烈反应。 2. 蒸发皿中为何要铺少量细沙？ 一：防止蒸发皿炸裂，二：防止生成的熔融物溅出。 2. 用于一些高熔点金属的冶炼，如钒、铬、锰等。 5.铝热反应的应用 1. 用于焊接钢轨、钢板等。 练习 用 Cr2O3 、WO3 与Al粉反应冶炼V和W,写出有关方程式 6.合理开发和利用金属矿物资源 金属利用 回收和利用废旧金属 防止金属腐蚀 开发海底矿物资源 物尽其用 合理开采矿物 寻找金属的代用品 1.工业上冶炼金属一般用热分解法、热还原法和电解法。选择金属冶炼方法的主要依据是（ ） A.金属在自然界的存在形式 B.金属元素在地壳中的含量 C.金属熔点高低 D.金属阳离子得电子的能力 D 课堂练习 2. 铝能用于冶炼熔点高的金属(如V、Cr、Mn等)，反应利用了铝的什么性质（