8.1.1金属矿物和海水资源的开发利用 课件 2023-2024学年高一下学期化学人教版（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 第一课时金属矿物、海水资源的开发利用 自然资源与可持续发展 (一）金属在自然界中的存在形态 铝 铁 陨铁 金 铂矿 (3)在地壳中，含量最高的金属元素是____，其次是____。 1. 极少数的不活泼金属(金、铂等)以游离态的形式存在。 一、金属矿物的开发利用 铝 铁 2. 绝大多数金属元素以化合物的形式存在于自然界。 (3)在地壳中，含量最高的金属元素是____，其次是____。 黄铜矿(CuFeS2) 赤铁矿(Fe2O3) 铝土矿 (Al2O3) 软锰矿(MnO2) 钨锰铁矿 孔雀石[Cu2(OH)2CO3] 使用年代 -10000 -8000 -6000 -4000 -2000 0 2000 4000 Au Ag Cu Sn Fe Zn Al Mg Na Ca K 古人发现 有什么规律?并分析原因 金属越活泼，其对应离子越难得到电子，越难被还原成单质,出现得越晚。 （二）金属的冶炼实质 冶炼金属的实质是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单质。 （化合态）M n+ 得电子 M（游离态） （被还原） K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb(H)Cu Hg Ag Pt Au 金属活动性逐渐减弱 一、金属矿物的开发利用 (三)金属冶炼的其他方法 1、物理提取法：（富集） 适用于极少数不活泼、以游离态存在于地壳中的金属（Au、Pt），如金常用水洗法获得。 一、金属矿物的开发利用 马达加斯加街头淘金者 2、热分解法： 不活泼的金属(如Hg、Ag)用高温加热分解其氧化物的方法。 2Ag2O == 4Ag＋O2↑ ∆ 2HgO == 2Hg＋O2↑ ∆ （三）金属冶炼的方法 古代炼丹术士葛洪的《抱朴子》中“丹砂(HgS)烧之成水银” 3、热还原法： 对于较活泼金属(Zn、Fe、Sn、Pb、Cu)在加热的条件下，用还原剂将金属从化合物中还原出来 常用的还原剂有：H2、C、CO、活泼金属（Al） 等 CuO＋H2 == Cu＋H2O ∆ 2CuO＋C == 2Cu＋CO2↑ ∆ Fe2O3＋3CO == 2Fe＋3CO2 ∆ （三）金属冶炼的方法 3、热还原法——铝热反应 【实验原理】 2Al + Fe2O3 ==== 2Fe + Al2O3 高温 引燃剂 助燃剂 铝热剂： 蒸发皿中铺少量细沙的作用：1、防止蒸发皿炸裂； 2、防止生成的熔融物溅出。 3MnO2+4Al 2Al2O3+3Mn。 高温 ==== Cr2O3 + 2Al == 2Cr + Al2O3 高温 铝和比铝活泼性弱的金属的氧化物组成的混合物。 应用：1、冶炼钒、铬、锰等高熔点金属 3、热还原法——铝热反应 【思考】1、铝热反应需要高温条件，是否还需要持续加热？ 铝热反应为放热反应，放出的热可以维持反应继续进行，因此不需要持续加热。 3、热还原法——铝热反应 应用：2、焊接钢轨 应用体验 1.如图为铝热反应的实验装置，请回答下列问题： (1)写出该反应的化学方程式：___________________________。 (2)若将氧化铁换成氧化镁，该反应______(填“能”或 “不能”)发生，理由是__________________________。 不能 镁比铝活泼，铝不能置换出镁 步步高P122 (3)若将所得产品置于足量的NaOH溶液中，可能看到的现象是__________________________，写出铝热反应的一种主要用途：__________________________________________。 部分固体溶解，有气泡产生 焊接钢轨(或冶炼某些熔点高的金属，合理即可) (4)假设铝足量且反应充分，设计一种实验方案，证明 本实验中有单质铁生成：________________________ ______________________________________________ _______________________________________________________________________。 取适量反应后的固体混合 物，先用NaOH溶液除去铝，再加入稀硫酸，有气泡 冒出，说明有铁生成(或用磁铁靠近固体，有固体可被磁铁吸引，说明有铁生成) ✹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》 铜的冶炼 湿法