8.1 自然资源的开发利用 第1课时 课件 2022-2023学年高一下学期化学人教版（2019）必修第二册

第八章 化学与可持续发展 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 自然界宝贵的金属矿物 黄铜矿(CuFeS2) 赤铁矿(Fe2O3) 铝土矿 (Al2O3) 软锰矿(MnO2) 钨锰铁矿 金矿石 含铁的矿物有赤铁矿（Fe2O3）、磁铁矿（Fe3O4）、菱铁矿（FeCO3）等。 赤铁矿（Fe2O3） 磁铁矿（Fe3O4） 菱铁矿 人类最早是在由天而降的陨石中获得单质铁的，陨石中含铁量高达90%以上。 古代阿拉伯人曾传说“天上的金雨落进沙漠里变成了黑色的铁”。 济 南 陨 铁 新 疆 陨 铁 南极洲陨铁 铜矿有黄铜矿(CuFeS2)、斑铜(Cu2FeS4)、孔雀石[CuCO3·Cu(OH)2]等。 黄铜矿 孔雀石 铜是人类第一种大量使用的金属，结束了漫长的“石器时代”。 铝矿主要有铝土矿(Al2O3·H2O；Al2O3·3H2O)和明矾石矿[K2SO4·Al2(SO4)3·4Al(OH)3]等。 铝土矿 明矾石矿 1.存在： ①少数不活泼金属（如金和铂）以游离态存在。 一、金属矿物的开发利用 金矿石 《浪淘沙》 刘禹锡 千淘万漉虽辛苦， 吹尽狂沙始到金。 美人首饰侯王印， 尽是沙中浪底来。 K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb (H) Cu Hg Ag Pt Au ①富集法（物理方法） 2.金属冶炼的实质 Mn＋＋ne－→M 采矿→矿石富集→金属冶炼→精炼 ②绝大多数金属以化合物的形式存在于自然界。 3.金属冶炼的步骤 K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb (H) Cu Hg Ag Pt Au 古代炼丹术家葛洪，曾经在他的著作《抱朴子》中记载有“丹砂烧之成水银”。 ②热分解法 思考：地壳中铝的含量比铁和铜高，但是铝使用的时间却远远晚于铜和铁，这是为什么呢？ K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb (H) Cu Hg Ag Pt Au ③热还原法 CuO+H2 === Cu + H2O 高温 Fe2O3+3CO === 2Fe + 3CO2 ↑ 高温 3000多年前我国古代劳动人民就掌握了孔雀石炼铜工艺，他们将孔雀石（主要成分）Cu2(OH)2CO3和木炭一起加热就可得到红色的金属铜。 C + 2CuO CO2 ↑ + 2Cu Cu2(OH)2CO3 2CuO + H2O + CO2↑ 现象：1、镁条剧烈燃烧 2、氧化铁与铝粉发生剧烈反应，放出大量的热，放出耀眼的白光，火星四射 3、漏斗下部烧穿，有熔融物落入细沙中 原理： 铝热剂：铝粉 + 金属氧化物 (V2O5 Cr2O3 MnO2 FexOy等) 铝热反应： 铝与某些难熔金属氧化物(如Fe2O3、Cr2O3、MnO2等)在高温条件下发生的置换反应称为铝热反应。 应用： 反应特点：在高温下进行，反应迅速并放出大量的热，新生成的 金属单质呈熔融态且易与Al2O3(固态)分离。 ①焊接钢轨； ②定向爆破； ③冶炼熔点高的金属（如钨、钒、铬、锰等） 电解法—— 适用于很活泼的金属（K Ca Na Mg Al ） 制Mg：______________________。 制Al：_______________________。 制Na：_______________________。 注： ①“熔融”不是水溶液。 ②必须是离子化合物， 共价化合物熔融不导电。 思考：为何工业上制镁用MgCl2固体电解 ，而制铝却用Al2O3固体电解？ 原因：AlCl3的熔点虽然低但易升华，是共价化合物，熔融状态不电离，无法进行电解。 Fe + CuSO4 = Cu + FeSO4 Cu2S +O2 === 2Cu + SO2↑ 高温 信州铅山县有苦泉，流以为涧。其水熬之，则成胆矾，烹胆矾则成铜。熬胆矾铁釜，久之异化为铜。 ——沈括《梦溪笔谈》 用矿(硫化矿，主要成分为Cu2S)二百五十箩……入大旋风炉，连烹(灼烧) 三日三夜，方见成铜。 ——明·陆容《菽园杂记》 湿法炼铜 火法炼铜 启示1:从铝土矿制铝消耗的能量要远远高于回收铝质饮料罐得到铝消耗的能量，可知在实际生产过程中必须考虑投入与产出，要考虑成本。 启示2:加强度旧金属的回收和再利用是合理开发和利用金属资源的重要途径。要树立金属垃圾也是一种宝贵资源的理念。在日常生活中，要大力倡导金属垃圾的分类回收和再利用，养成自觉珍惜自然资源、节约资源、爱惜环境和保护环境的意识。 启示3:实际工业生产中，从金属矿物到纯净金属的冶炼过程是一个复杂的过程，往往涉及许多其他物质和反应，在得到所需产品的