8.1.1 金属矿物的开发利用 -【备课优选】2022-2023学年高一化学同步优选备课课件(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 新课引入 古代炼丹术士葛洪所著《抱朴子》中记载：“丹砂烧之成水银。”北宋科学家沈括在《梦溪笔谈》中写道：“信州铅山县有哭泉，流水为涧。揖其水熬之，则成胆矾，烹胆矾则成铜。熬胆矾铁釜，久之化为铜。” 以上文献中涉及了哪些金属的冶炼？ 金属矿物的开发利用 金属矿物的开发利用 天然金Au 天然铂Pt 自然界矿物中的金属元素存在形态 赤铁矿Fe2O3 蓝铜矿Cu3[CO3]2(OH)2 萤石CaF2 金属矿物的开发利用 自然界矿物中的金属元素存在形态 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 金属矿物的开发利用 冶炼金属的实质是利用氧化还原反应，使金属化合物中的金属阳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） 合理、高效地开发利用金属矿物，将其中的金属从其化合物中还原出来，用于生成各种金属材料,这一过程在工业上称为金属的冶炼。 金属的冶炼 金属矿物的开发利用 金属的冶炼 K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb (H) Cu Hg Ag Pt Au 物理方法（富集法） 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。 ——刘禹锡《浪淘沙》 金属矿物的开发利用 金属的冶炼 K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb (H) Cu Hg Ag Pt Au HgS == Hg + S 丹砂烧之成水银。 ——《抱朴子》 热分解法 金属矿物的开发利用 金属的冶炼 K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb (H) Cu Hg Ag Pt Au 热还原法 Fe2O3+3CO === 2Fe + 3CO2 高温 CuO+H2 === Cu + H2O 高温 高炉炼铁 氢气还原氧化铜 金属矿物的开发利用 金属的冶炼 热还原法——铝热法 金属矿物的开发利用 金属的冶炼 实验现象 应用 镁条剧烈燃烧，放热，发出耀眼的白光，纸漏斗内剧烈反应，纸漏斗被烧穿，有熔融物落入沙中，可被磁铁吸引。 各部分的作用 镁条 氯酸钾 细沙 引燃剂 助燃剂 一是防止蒸发皿炸裂，二是防止生成的熔融物溅出。 焊接钢轨,冶炼钒、铬、锰等等高熔点金属 热还原法——铝热法 金属矿物的开发利用 金属的冶炼 热还原法——铝热法 还原剂：CO、C、H2、活泼金属 Fe2O3+ 2Al = 2Fe + Al2O3 高温 3MnO2+ 4Al = 3Mn + 2Al2O3 高温 Cr2O3+ 2Al = 2Cr + Al2O3 高温 铝热剂 金属矿物的开发利用 金属的冶炼 电解法 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？ 金属矿物的开发利用 金属的冶炼 电解法 K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb (H) Cu Hg Ag Pt Au 金属矿物的开发利用 金属的冶炼 思考与讨论 物质 MgCl2 MgO AlCl3 Al2O3 熔点/℃ 714 2852 190 2054 （1）冶炼金属镁时，选择MgCl2还是MgO？为什么？   （2）冶炼金属铝时，选择AlCl3还是Al2O3？为什么？   （3）冶炼金属铝时，为什么加入冰晶石（Na3AlF6）？ 金属矿物的开发利用 金属的冶炼 其他冶炼方法 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 金属矿物的开发利用 金属的冶炼 ① 热分解法：适用于金属活动性顺序表中氢以后的金属冶炼。 Hg Ag ②电解法：适用于钾、钠、钙、铝等活泼金属的冶炼。 K Ca Na Mg Al ③热还原法：适用于金属活动性顺序表中部的金属冶炼。 Zn Fe Sn Pb Cu ④物理提取法：适用于极不活泼的金属的冶炼。Pt