8.1自然资源的开发利用 第1课时 课件 2023-2024学年高一下学期化学人教版（2019）必修第二册

第1课时 金属矿物、海水资源的开发利用 第八章 化学与可持续发展 第一节 自然资源的开发利用 一、导入新课 化学是人类利用自然资源和应对环境问题的重要科学依据。本节我们将以金属矿物、海水资源和化石资源的综合利用为例，认识化学的应用价值，了解与此有关的环境与发展问题。 金属矿物 海水资源 化石资源 1.金属元素在自然界中的存在形态 游离态 金、铂 化合态 2.金属冶炼的一般原理 (1)基本原理：将金属元素从其化合物中 出来。 (2)表示方法：Mn＋＋ne－===M。 还原 二、金属矿物的开发利用 3.金属冶炼的一般方法 (1)依据：金属活泼性不同，将其由化合态还原为游离态的难易程度不同。 (2)写出用下列方法冶炼金属的化学方程式 ①热分解法：加热分解HgO：2HgO 2Hg＋O2↑ 加热分解Ag2O：2Ag2O 4Ag＋O2↑ 二、金属矿物的开发利用 ②热还原法：H2还原CuO：CuO＋H2 Cu＋H2O 高炉炼铁：Fe2O3＋3CO 2Fe＋3CO2 铝热反应：2Al＋Fe2O3 2Fe＋Al2O3 二、金属矿物的开发利用 ③电解法：冶炼钠：___________________________ 冶炼镁：_____________________________ 冶炼铝：_____________________________ ④其他方式：湿法炼铜：_________________________ Fe＋CuSO4===FeSO4＋Cu 二、金属矿物的开发利用 4.合理开发和利用金属矿物资源 (1)提高金属矿物的利用率。 (2)开发环保高效的金属冶炼方法。 (3)防止金属的腐蚀。 (4)加强废旧金属的回收和再利用。 (5)使用其他材料代替金属材料。 二、金属矿物的开发利用 (1)所有金属单质必须通过化学反应才能获得(　　) (2)利用化合物冶炼金属时，金属元素一定发生还原反应(　　) (3)越活泼的金属元素，人类利用的越晚(　　) × √ 【判断正误】 提示　活泼性非常弱的金属，如金、铂等，在自然界中以单质形式存在，可以通过物理方法获得。 提示　金属冶炼的本质就是利用还原剂，将金属从化合物中还原出来。 √ 提示　越活泼的金属，其金属阳离子氧化性越弱，越难被还原，因此利用的时间就越晚。 二、金属矿物的开发利用 (4)用热还原法冶炼金属时，可以用H2将Mg从化合物中还原出来(　　) (5)铝热反应本质是用铝将比铝活泼性弱的金属从其化合物中置换出来(　　) × √ 提示　Mg是活泼金属，其活泼性大于H2的活泼性，不能用热还原法制备。 提示　铝热反应本质是置换反应，是利用金属铝的还原性把活泼性弱的金属从其化合物中还原出来。 二、金属矿物的开发利用 1.利用铝热反应可以在野外焊接大截面的钢轨，其原理为2Al＋Fe2O3 Al2O3＋2Fe，某小组用如图所示仪器及试剂探究铝热反应。 【深度思考】 其实验现象记录如下：①剧烈反应，火星四射。②放出大量的热，纸漏斗下端被烧穿，有红热熔融物落入细沙上，冷却后变为黑色固体。根据以上描述，回答以下问题： 二、金属矿物的开发利用 (1)铝热反应需要高温条件，是否还需要持续加热？ 提示　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。 二、金属矿物的开发利用 (2)实验中，镁条、氯酸钾的作用是什么？引发反应的操作是什么？ 提示　镁条是引燃剂，氯酸钾为助燃剂，点燃镁条，促使氯酸钾分解，释放出氧气，使镁条更剧烈燃烧，单位时间内放出更多热量，从而引发Al和Fe2O3发生反应。 二、金属矿物的开发利用 (3)蒸发皿中铺少量细沙的作用是什么？ 提示　一是防止蒸发皿炸裂，二是防止生成的熔融物溅出。 二、金属矿物的开发利用 (4)据反应原理，Fe2O3和Al的质量比为多少最好？ 提示　为保证Fe2O3和Al都反应完全，两者质量比控制在3∶1为最好。[ ∶m(Al)＝160∶(2×27)≈3∶1] 二、金属矿物的开发利用 2.地球上的金属资源是有限的，合理开发利用金属资源尤为重要。下图是从铝土矿和废旧铝质饮料罐获取铝的工艺流程： a. 二、金属矿物的开发利用 资料卡片：(1)以铝土矿为原料生产1 kg铝的资源及能耗 铝土矿：4 kg　煤：0.5 kg　燃料油：0.25 kg 纯碱：0.5 kg　石灰：0.5 kg　氟化钙：0.04 kg 焙烧碳素：0.6 kg　冰晶石：0.03 kg 电能能耗≥6.7×107 J (2)以废旧饮料罐生产1 kg铝消耗资源及能耗废旧饮料罐1.01 kg，电能能耗≤3.