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

2023年人教版高中化学必修二教学课件★★ 金属矿物、海水资源的开发利用 一、自然资源 1．分类 2．可持续发展 经济可持续发展、社会可持续发展 资源可持续发展、环境可持续发展 1992年6月于巴西里约热内卢举行的 联合国环境与发展大会 二、金属矿物的开发利用 1．金属元素的存在形式 金 铂 金、铂等极少数金属元素以单质的形式存在于自然界中。 辉铜矿(Cu2S) 赤铁矿(Fe2O3) 闪锌矿(立方ZnS) 菱镁矿（MgCO3） 孔雀石[Cu2(OH)2CO3] 方铅矿(PbS) 绝大多数金属元素以化合物的形式存在于自然界中 2．金属元素不同存在形式的原因 金属活动性顺序： K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb (H) Cu Hg Ag Pt Au 金属活泼性逐渐减弱 化合态 游离态 3．冶炼金属的方法 将金属从其化合物中还原出来，用于生产各种金属材料的过程。 原理： Mn+(化合态) M(游离态) +ne- 得到电子，被还原 （1）金 铂——物理方法 2HgO 2Hg+O2↑ △ 2Ag2O 4Ag+O2↑ △ （2）不活泼金属——热分解法 （3）活泼金属——电解法 2Al2O3(熔融) 4Al+3O2↑ 电解 冰晶石 2NaCl(熔融) 2Na+Cl2↑ 电解 冰晶石：降低氧化铝的熔化温度 MgCl2(熔融) Mg+Cl2↑ 电解 （4）其他金属——高温还原法 Fe2O3+3CO 2Fe+3CO2 高温 CuO+H2 Cu+H2O 高温 实验：铝热反应 一些活泼金属也可做还原剂，将相对不活泼的金属从其化合物中置换出来。 铝热反应 反应现象：镁条剧烈燃烧，放出大量的热，发出耀眼白光，纸漏斗内剧烈反应，纸漏斗被烧穿，有熔融物落入沙中。 引燃剂：镁条 助燃剂：氯酸钾 化学方程式：Fe2O3+2Al 2Fe+Al2O3 高温 应用：①利用铝热反应焊接钢轨。 ②冶金工业中，冶炼钒、铬、锰等金属。 化学方程式：Cr2O3+2Al 2Cr+Al2O3 高温 3MnO2+4Al 3Mn+2Al2O3 高温 ①为什么不同的金属冶炼方法不同？ 不同金属离子得电子能力不同。 思考交流 原理： Mn+(化合态) M(游离态) +ne- 得到电子，被还原 金属活动性顺序： K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb (H) Cu Hg Ag Pt Au 电解法 热还原法 常用还原剂： C、CO、H2、Al 热分解法 物理提取法 ②为什么人类使用铁器比使用铜器晚？ 思考交流 金属使用的先后顺序与金属冶炼难易有关。 金属活动性顺序中，金属的位置越靠后，越容易被还原，用一般的还原方法就能使金属还原。金属的位置越靠前，越难被还原。 金属的冶炼历史 青铜时代——古法炼铜 铁器时代——古法炼铁 近代冶炼——钾、钠、镁、铝的冶炼 常见金属的冶炼原理 金属 冶炼原理 Fe Cu Mg Al Na Cu2S+O2 2Cu+SO2（火法炼铜） 高温 Fe+CuSO4 FeSO4+Cu（湿法炼铜） Fe2O3+3CO 2Fe+3CO2（高炉炼铁） 高温 Fe2O3+2Al 2Fe+Al2O3（铝热法炼铁） 高温 2Al2O3(熔融) 4Al+3O2↑ 电解 冰晶石 2NaCl(熔融) 2Na+Cl2↑ 电解 MgCl2(熔融) Mg+Cl2↑ 电解 4．金属资源利用的可持续发展 (1)提高金属矿物的利用率 (2)开发环保高效的金属冶炼方法 (3)防止金属腐蚀 (4)加强废旧金属的回收和再利用 (5)使用其他材料代替金属材料 计算表明，生产1 mol铝消耗的电能至少为1.8×106 J，回收铝制饮料罐得到铝与从铝土矿制铝相比，前者的能耗仅为后者的3%~5%。通过对上述数据的分析和比较，结合图1和图2，你想到了什么？请将你的想法与同学交流。 图1 图2 思考与讨论 1．实际过程中必须考虑投入与产出，要 考虑成本。 2．加强废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。 3．必须考虑废弃物的处理和生产对环境 的影响，形成绿色化学观念和可持续 发展意识。 图1 图2 金属矿物的开发利用 冶炼金属的原料 冶炼金属的方法 金