8.1.1 金属矿物的开发利用课件2022-2023学年下学期高一化学人教版（2019）必修第二册

人教版必修第二册 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 一、金属矿物的开发利用 1、金属元素的存在 黄铜矿 赤铁矿 铝矿 锰矿 钨矿 自然金 自然银 自然铜 自然铁 (1) 极少数的不活泼金属(金、铂等)以游离态的形式存在。 (2) 绝大多数金属以化合物的形式存在。 (3) 在地壳中，含量最高的金属元素是铝，其次是铁。 2、金属的冶炼实质 冶炼金属的实质是用还原的方法使金属化合物中的金属离子得到电子变成金属单质。 （化合态）M n+ 得电子 M（游离态） （被还原） K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb(H)Cu Hg Ag Pt Au 金属活动性逐渐减弱 金属活动性不同，还原方法一样吗？金属活动顺序与金属冶炼有关系吗？ 一、金属矿物的开发利用 青铜器时代 铁器时代 铝等多种金属的使用 资料1. 古代炼丹术家葛洪的《抱朴子》中记载有“丹砂烧之成水银”； 唐代诗人刘禹锡在《浪淘沙九首》中有云：“日照澄洲江雾开,淘金女伴满江隈。美人首饰侯王印,尽是沙中浪底来”； 北宋科学家沈括在《梦溪笔谈》中写道：“信州铅山县有苦泉，流以为涧． 挹其水熬之，则成胆矾，烹胆矾则成铜；熬胆矾铁釜，久之亦化为铜”。 以上资料中涉及了哪些金属的“冶炼”？ 丹砂:HgS 资料2.中国是世界最早对金属资源进行利用的国家。 （1）火法炼铜，将孔雀石和焦炭混合加热炼铜。先将孔雀石[Cu2(OH)2CO3]加热分解成黑色固体、水和二氧化碳三种氧化物，然后利用焦炭去高温还原获得金属铜。方程式为: （2）两千多年前，我国古代劳动人民掌握了炼铁技术，用CO在高温下还原铁矿石中的铁，写出方程式       。 Cu2(OH)2CO3==2CuO+CO2↑+H2O △ 2CuO+C==2Cu+CO2↑ 高温 资料3.近代1886年，美国大学生霍尔和法国大学生艾鲁独立研究电解制铝。在实验中霍尔发现向氧化铝中加入冰晶石，可以将氧化铝熔化的温度从2050°C降到950°C。这一创新是人类可以大规模的生产铝。写出方程式，并指出创新的价值是什么？ 思考讨论：选择合适角度对常见金属冶炼的反应进行分类。 2Al2O3===4Al+3O2↑ 通电 冰晶石 3、金属冶炼的原理与方法 （古代） （近代） Au Ag Hg Cu Fe Al Mg Na K Au Pt Ag Hg Cu Pb Sn Fe Zn Al Mg Na Ca K ① 物理提取法 ② 热分解法 2HgO====== 2Hg ＋ O2 ↑ 加热 2Ag2O ===== 4Ag＋O2 ↑ 加热 ③ 热还原法 Fe2O3＋3CO ===== 2Fe＋3CO2 高温 2CuO + C ====== 2Cu +CO2↑ 高温 2CuO + H2 ====== 2Cu +H2O Fe2O3＋2Al ===== 2Fe＋ Al2O3 ④ 电解法 2Al2O3 (熔融) ===== 4Al ＋ 3O2 ↑ 电解 冰晶石 MgCl2 (熔融) ==== Mg ＋ Cl2 ↑ 电解 2NaCl (熔融) ==== 2Na＋Cl2 ↑ 电解 金属活动性渐强 3、金属的冶炼方法 一、金属矿物的开发利用 Fe＋CuSO4===FeSO4＋Cu 【思考与交流】 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 ℃) 工业上采用电解法冶炼铝的材料是Al2O3，而不是AlCl3，这是因为AlCl3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；工业上采用电解法冶炼镁的材料是MgCl2，而不是MgO，这是因为MgO虽是离子化合物，但其熔点太高，熔融时会消耗大量热能，成本较高。 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，故制取和利用的时间越晚。 金属的活泼性与冶炼方法的关系   金属单质