8.1自然资源开发利用2022-2023学年高一下学期化学人教版（2019）必修

第八章 化学与可持续发展 第一节 自然资源的开发利用 人教版（2019版） 必修第二册 情景导学 游离态 金、铂 化合态 金矿 银矿 陨铁 赤铁矿Fe2O3 一、金属矿物的开发利用 1.金属在自然界中的存在形式 黄铜矿CuFeS2 铝矿Al2O3 一、金属矿物的开发利用 2.金属的冶炼 (1)定义：将金属从其化合物中还原出来的过程，工业上称之为金属的冶炼。 (2)实质： Mn+ M +ne- 得电子，被还原 (3)冶炼步骤： 矿石的富集 精炼 冶炼 (4)冶炼方法： [思考] 金属被人类利用的早晚与什么有关？ 一、金属矿物的开发利用 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 物理富集法 a.物理富集法 （Pt Au ） ④冶炼 方法： 《浪淘沙》 -刘禹锡 日照澄洲江雾开，涛金女伴满江隈。 美人首饰侯王印，尽是沙中海底来。 b. 热分解法（Hg Ag ） 2HgO === 2Hg + O2 ↑ 2Ag2O === 4Ag + O2 ↑ HgS ===2Hg + S 一、金属矿物的开发利用 丹砂（HgS）烧之成水银。 ——《抱朴子》 古代高炉炼铁 Fe2O3+3CO === 2Fe + 3CO2 高温 CuO+H2 === Cu + H2O 高温 一、金属矿物的开发利用 c. 热还原法（Zn-Cu ）：常用的还原剂有：CO、H2、C(焦炭)、活泼金属 Fe2O3+2Al 2Fe + Al2O3 高温 铝热法：用金属铝做还原剂冶炼活泼性不如铝且“高熔点”的金属（Fe、V、Cr、Mn等） 一、金属矿物的开发利用 应用： ①冶炼熔点较高的金属， 如铬、锰、钨、钒等； ②金属焊接，如焊接钢轨。 Fe2O3+2Al 2Fe + Al2O3 高温 3MnO2+4Al 3Mn+ 2Al2O3 高温 Cr2O3+2Al 2Cr + Al2O3 高温 3Co3O4+8Al 9Co + 4Al2O3 高温 3V2O5+10Al 6V+ 5Al2O3 高温 铝热剂 一、金属矿物的开发利用 MgCl2 (熔融) Mg ＋ Cl2 ↑ 电解 2NaCl (熔融) 2Na＋Cl2 ↑ 电解 2Al2O3 (熔融) 4Al ＋ 3O2 ↑ 电解 冰晶石 [思考] 冶炼Mg时电解MgCl2，不能电解MgO？冶炼Al时电解Al2O3不能 电解AlCl3？ 一、金属矿物的开发利用 d. 电解法（K-Al ） 拿破仑大帝喜欢炫耀自己。每次宴会，餐桌上的用具几乎全是用银制成的，唯有他自己用的那一个碗却是铝制品。为什么贵为法国皇帝用色泽要暗得多的铝碗呢？ 一、金属矿物的开发利用 e. 其他方法 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》 火法炼铜 Cu2S+O2===2Cu+SO2 高温 湿法炼铜 Fe＋CuSO4===FeSO4＋Cu 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，并结合图8-1和图8-2，你想到了什么？ 铝土矿 萤石 氧化铝 冰晶石 铝锭 碳素电极 液态铝 石油焦和沥青焦 电解 3.合理开发和利用金属资源 (1) 提高金属矿物的利用率 (2)