8.1自然资源的开发利用 第一课时 课件 2022-2023学年高一下学期化学人教版（2019）必修第二册

高中化学必修第二册 第1节 自然资源的开发利用 第八章化学与可持续发展 （1）金属矿物的开发利用 学习目标 1、知道金属在自然界中的存在形态。 2、熟知金属冶炼的方法及其原理。 3、掌握铝热反应的原理和实验。 新课导入 一.金属矿物的开发利用 汽车 金属勺子 铜导线 铁锅 不锈钢锅 钛合金羽毛球拍 镍合金门锁 铂合金首饰 金属饰品 一.金属矿物的开发利用 5 一.金属矿物的开发利用 1.金属元素在自然界的存在形式 铂矿Pt 赤铁矿Fe2O3 磁铁矿Fe3O4 菱镁矿MgCO3 黄铜矿CuFeS2 斑铜矿Cu2FeS4 金矿Au 孔雀石 Cu2(OH)2CO3 硫铁矿FeS2 金属元素 极少数 游离态 绝大多数 化合态 金属矿物是如何开发利用的呢？ 一.金属矿物的开发利用 2.金属的冶炼原理及步骤 ⑴定义：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原子。 ⑵原理： n+ M 得电子 M (被还原) ⑶步骤： 富集 冶炼 精炼 一.金属矿物的开发利用 3.金属的冶炼方法 K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb (H) Cu Hg Ag Pt Au 约200年前 约3000年前 约5000年前 思考：金属的发现和使用的先后与什么因素有关呢？ 主要与金属的活动性有关，越活泼的金属越难以冶炼 一.金属矿物的开发利用 电解法 热还原法 热分解法 物理提取法 K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb (H) Cu Hg Ag Pt Au 金属越不活泼，金属阳离子的氧化性越强，金属越容易被还原出来 一.金属矿物的开发利用 ⑴物理方法 淘金原理： 金的密度比沙大 K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb (H) Cu Hg Ag Pt Au 直接开采 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 ⑵热分解法 2HgO === 2Hg + O2 ↑ 2Ag2O === 4Ag + O2 ↑ HgS ===Hg + S 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”。 一.金属矿物的开发利用 ⑶热还原法 Fe2O3+3CO === 2Fe + 3CO2 高温 CuO+H2 === Cu + H2O 高温 K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb (H) Cu Hg Ag Pt Au Fe2O3+2Al 2Fe + Al2O3 高温 一.金属矿物的开发利用 ★铝热反应 现象： 镁条剧烈燃烧； 铝热剂发生剧烈的反应； 反应放出大量的热，并发出耀眼的白光； 纸漏斗的下部被烧穿，有熔融物落入沙子 一.金属矿物的开发利用 实际应用 ① 冶炼高熔点金属 ② 金属焊接，如焊接钢轨 1、镁条要打磨， Fe2O3粉末要干燥； 铝粉要没被氧化的； 2、Fe2O3与Al质量比为3:1，混合均匀； 3、纸漏斗要用水润湿， 4、镁条-引燃剂、氯酸钾-助燃剂 5、沙子-防止高温熔融物溅出及其使蒸发皿炸裂 注意事项 一.金属矿物的开发利用 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 其它的铝热反应 一.金属矿物的开发利用 ⑷电解法 K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb (H) Cu Hg Ag Pt Au 为何不用MgO和AlCl3 因为AlCl3为共价化合物，熔融态不能电离。 因为MgO的熔点很高，耗能太大。 一.金属矿物的开发利用 ⑸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》 湿法炼铜 火法炼铜 Fe+CuSO4 === FeSO4 + Cu Cu2S+O2 === 2Cu + SO2 高温 一.金属矿物的开发利用 4.合理开发和利用矿物资源 意义 节约矿物资源