8.1自然资源的开发利用 第1课时《金属矿物的开发利用》课件 2023-2024学年高一下学期人教版（2019）必修第二册

第一节自然资源的开发利用 人教版必修第二册 第八章 化学与可持续发展 第1课时 金属矿物的开发利用 学习目标 1.通过金属冶炼原理的学习和冶炼方法的归纳，理解氧化还原反应在金属矿物开发中的应用。 构建金属冶炼的思维模型。培养学生“证据推理和模型认知”的学科素养。 2.体会化学在自然资源开发和利用中的意义和作用，解释化学与可持续发展的重要关系，树立资源保护意识及合理开发意识。培养学生“科学态度和社会责任”的学科素养。 素养目标 1.了解金属在自然界中的存在形态，熟知金属冶炼的方法及其原理，掌握铝热反应的原理和实验 2.以金属矿物的开发和利用为例，认识化学方法在实现物质间转化中的作用，体会保护金属资源 的重要性。 伟大的古蜀文明： 三星堆遗址 —— 距今约3000至5000年 黄金面具 青铜神树 后母戊鼎 四羊方尊 鼎盛的青铜文明 —— （商） 距今约3000年 铜柄铁剑 铁制农具 铁器的使用 —— （春秋战国) 距今约2500年 第一节自然资源的开发利用 人教版必修第二册 第八章 化学与可持续发展 第1课时 金属矿物的开发利用 时间 （公元） 材料1:从世界范围看金属的使用时间大致年表 地壳中常见金属含量 铝:7.73% 铁:4.75% 钙:3.45% 钠:2.74% 钾:2.47% 镁:2.00% 铜:0.01% 锌:十万分之八 锡:百万分之二 银:亿分之七 金:百亿分之五 1.你知道获得哪种资料中所涉及金属的具体方法?请写出相关化学方程式。 2.你认为人类使用金属的时间主要受到哪些因素影响? 思考: 1.金属元素在自然界中的存在形态 游离态 金属元素在自然界中的存在形态 化合态 铂 金 陨铁 Mn+ M + ne- 得电子，被还原 冶炼： K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb (H) Cu Hg Ag Pt Au ①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》 淘金原理：金的密度比沙大 3. 常见金属的冶炼方法 K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb (H) Cu Hg Ag Pt Au ②热分解法 水银乃至阴毒物，因火煅丹砂(HgO)而出 ——《本草纲目》 2HgO 2Hg + O2↑ 2Ag2O 4Ag + O2↑ 3. 常见金属的冶炼方法 ③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 (高炉炼铁) 3. 常见金属的冶炼方法 常用的还原剂有： 活泼金属 CO、C（焦炭）、H2、 铝热法 Fe2O3+ 2Al === 2Fe + Al2O3 高温 一些活泼的金属也可以作为还原剂，将相对不活泼的金属从其化合物中置换出来，如铝热反应。 应用：焊接钢轨 法国皇帝拿破仑三世(1808~1873年)每次宴会餐桌上的为宾客准备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，在当时却不用高贵而亮丽的银碗，而用色泽要暗得多的铝碗呢? 【思考】根据所学知识，你能提出什么可行方法冶炼金属铝吗？ 1827年，德国化学家维勒将金属钾和无水氯化铝共热，冷却后投入水中，得到银灰色的金属铝粉末。30年后，法国化学家德维尔用金属钠还原氯化铝，使铝成为工业产品。但当时金属钠价格昂贵，导致铝比黄金还要贵好几倍。 资料：金属铝的冶炼 1886年，美国化学家霍尔通过电解冰晶石氧化铝熔融盐的方法成功制得铝。从此冶炼铝的成本大大降低，铝制品这一曾经的奢侈品走进了千家万户，可谓“旧时王谢堂前燕，飞入寻常百姓家”。 ④电解法 2NaCl(熔融) 2Na + Cl2↑ 电解 MgCl2(熔融) Mg + Cl2↑ 电解 2Al2O3(熔融) 4Al + 3O2↑ 电解 冰晶石 K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb (H) Cu Hg Ag Pt Au 3. 常见金属的冶炼方法 小结：金属冶炼的主要方法 K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb (H) Cu Hg Ag Pt Au 电解法 热