8.1.1 金属矿物的开发利用 课件 2024-2025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 金属矿物的开发利用 2 1 本节重点 本节难点 不同金属的冶炼方法 金属矿物的开发利用 可再生资源:是指能够通过自然力以某一增长率保持或增加蕴藏量的自然资源。 不可再生资源：指经人类开发利用后，在相当长的时期内不可能再生的自然资源。 土地与土壤资源 矿产资源 生物资源 水资源 能源资源 环境资源 自然资源 经济可持续发展、社会可持续发展 资源可持续发展、环境可持续发展 可再生资源 不可再生资源 植物、微生物、可降解塑料袋、水资源、地热资源等 金属矿产和非金属矿产(煤、石油、天然气、土壤等)、核能等 可持续发展目标 世界各国冲突——自然资源的争夺——资源有限！ 世界铁矿储量图示 世界锂矿储量图示 赤铁矿(Fe2O3) 磁铁矿(Fe3O4) 黄铁矿(FeS2) 黄铜矿(CuFeS2) 铝土矿(Al2O3) 自然金 自然铂 陨铁 金属元素在自然界中有哪些存在形式？ 游离态 游离态：金、铂等极少数金属 化合态：绝大多数金属元素。 Q1:绝大多数金属元素以化合态存在，如何得到金属单质？ 金属的冶炼 2、金属的冶炼 1）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。 2) 实质： Mn+(化合态） 得电子，被还原 M（游离态） 3)方法： 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 1）物理方法——富集法 适用于极不活泼的金属（如：铂Pt、金 Au ） 马达加斯加街头淘金者 刚果手工金矿开采 思考：沙里淘金的分离原理？ 《浪淘沙》 -刘禹锡 日照澄洲江雾开， 涛金女伴满江隈。 美人首饰侯王印， 尽是沙中海底来。 淘金原理：金的密度比沙大，淘去粗沙后得砂金。 3、金属冶炼方法 3、金属冶炼方法 （2） 热分解法——适用于不活泼的金属（Ag、Hg） 古代炼丹术士葛洪的《抱朴子》中“丹砂(HgS)烧之成水银” 古法炼汞 古法炼银 3、金属冶炼方法 （3）热还原法（大部分活泼金属） ①高炉炼铁： 常用还原剂：C、H2 、CO、 活泼金属 ②铝热法炼铁 铝热反应 1. 实验装置 ①镁带剧烈燃烧，放出大量的热，并发生耀眼的白光，氧化铁与铝粉在较高温度下发生剧烈的反应； ②纸漏斗的下部被烧穿，有熔融物落入沙中 2. 实验现象 3. 实验原理 Fe2O3 ＋ 2Al = 2 Fe+Al 2O3 高温 4. 原理应用 ①制取熔点较高、活动性弱于Al的金属，如铁、铬、锰、钨等。 ②金属焊接，如野外焊接钢轨等 5. 实验时需要注意 ①铝热剂为混合物,不仅仅是铝和铁的氧化物,铝粉和其他金属氧化物(如 Cr2O3、V2O5、MnO₂等)粉末也可组成铝热剂; ②镁条要打磨净表面的氧化膜,否则难以点燃; ③氧化铁粉末与铝粉要选择干燥的; ➃铝粉要用没有被氧化的,否则反应难以进行。 思考： (1) 铝热反应需要高温条件，是否还需要持续加热? (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? (3) 蒸发皿中铺少量细沙的作用是什么? (4) 书写铝热反应制锰、铬。 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。 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。 是防止蒸发皿炸裂，二是防止生成的熔融物溅出。 ①制Na： 。 ②制Mg： 。 ③制Al： 。 (4)电解法——适用于非常活泼的金属（K Ca Na Mg Al ） 熔融态的的氧化物或盐 3、金属冶炼方法 Q2： 制备镁、铝时，原料为什么选择 MgCl2 、Al2O3，而不选择MgO、AlCl3？电解铝时加入冰晶石的作用是什么? 根据信息： 提示：AlCl3 是共价化合物 NaCl、MgCl2的熔点更低 AlCl3虽然熔点很低，但是AlCl3是共价化合物，在熔融条件下不能导电 【特别提示】冰晶石（Na3AlF6）降低熔化Al2O3所需温度，降低能耗。 4、合理开发和利用矿物资源 （1）资源有限且分布不均 （2）金属的冶炼消耗许多能量 （3）金属冶炼造成环境污染 （4）金属腐蚀造成大量损失 原 因 （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 措 施 Lavf57.58.101 Lavf57.4.100 $$