8.1.1自然资源的开发利用 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1课时：金属矿物的开发利用 卡诺课件 目 录 金属矿物与自然资源 01 探究金属的冶炼 02 一、自然资源的可持续发展 一、自然资源的可持续发展 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 可再生资源 不可再生资源 可持续发展 合理利用 制约 目标：满足人类需要的同时，人类的行为要受到自然界的限制。即：人类代际之间、不同国家不同地区之间、人类与其他生物之间的公平。 包括 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 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。 一、自然资源的可持续发展 1、金属元素的存在 除金(Au)、铂(Pt)等极少数金属外，绝大多数金属以化合物的形式存在于自然界。 金(Au) 银(Ag) 铂(Pt) 一、自然资源的可持续发展 1、1金属元素在自然界的存在形式 金属矿物的开发利用 1、金属元素的存在 金(Au)、铂(Pt)---1.富集法 一、自然资源的可持续发展 1、金属元素的存在 绝大多数金属以化合物的形式存在于自然界。 示例：铁 赤铁矿 (Fe2O3) 菱铁矿 (FeCO3) 磁铁矿 (Fe3O4) 黄铁矿 (Fe[Ⅱ]S2) 一、自然资源的可持续发展 1、金属元素的存在 绝大多数金属以化合物的形式存在于自然界。 示例：铝 铝土矿 Al2O3 明矾石 KAl(SO4)·12H2O 一、自然资源的可持续发展 1、金属元素的存在 绝大多数金属以化合物的形式存在于自然界。 黄铜矿 CuFe[Ⅱ]S2 辉铜矿 Cu2S 孔雀石 Cu2(OH)2CO3 示例：铜 一、自然资源的可持续发展 思考：以下文献中涉及了哪些金属的“冶炼”？写出相关的化学方程式。 古代炼丹术葛洪所著《抱朴子》中记载：“丹砂烧之成水银。”唐代诗人刘禹锡在《浪淘沙九首》（之六）中有云：“日照澄洲江雾开，淘金女伴满江隈。美人首饰侯王印，尽是沙中浪底来。” 北宋科学家沈括在《梦溪笔谈》中写道：“信州铅山县有苦泉，流以为涧。挹其水熬之，则成胆矾，烹胆矾则成铜。熬胆矾铁釜，久之亦化为铜。” 沙里淘金（物理方法） Fe + CuSO4 = Cu + FeSO4 HgS == Hg+S 一、自然资源的可持续发展 使金属化合物中的金属阳离子得到电子还原变成金属原子。 n+ M 得电子 M （被还原） 2、金属的冶炼原理 除金(Au)、铂(Pt)等极少数金属外，绝大多数金属以化合物的形式存在于自然界。 （化合态） （游离态） 1、金属元素的存在 二、探究金属的冶炼 金属活泼性 冶炼方法 化学方程式 不活泼的金属 热分解法 很活泼的金属 电解法 1、1金属冶炼方法的选择 根据金属的活泼性，选择不同的冶炼方法 二、探究金属的冶炼 思考:说说霍尔电解制铝法的创新之处？指出冰晶石的作用，写出上述过程中冶炼率的化学方程式。 1886年是铝冶炼史上具有划时代意义的一年。美国大学生霍尔和法国大学生埃鲁各自独立的研究出电解制铝法。在实验中霍尔发现向氧化铝中加入冰晶石，可以将氧化铝的熔化温度从2050oC降低到950oC左右，这一创新方法大大降低了能耗，使人们能够大规模工业化生产铝。 加入冰晶石，降低氧化铝的熔点，减少能耗 2Al2O3 === 4Al + 3O2↑ 电解 冰晶石 二、探究金属的冶炼 2、1金属冶炼方法的选择 根据金属的活泼性，选择不同的冶炼方法 金属活泼性 冶炼方法 化学方程式 较活泼的金属 热还原法 其它方法 …… 二、探究金属的冶炼--铝热反应 1、2拓展试验 铝热反应 二、探究金属的冶炼---铝热反应 Fe2O3 + Al =∆= 2Fe + Al2O3 实验现象：剧烈燃烧，火星四溅，沙里有火红熔融物，放出大量热。 燃烧时提供热量，做引燃剂。 氯酸钾受热分解产生氧气，做助燃剂。 铝热剂：铝和比铝活泼性弱的金属形成的氧化物组成的混合物。 二、探究金属的冶炼 3、1金属冶炼方法的选择 根据金属的活泼性，选择不同的冶炼方法 金属活泼性 冶炼方法 化学方程式 较活泼的金属 热还原法 其它方法 …… 二、探究金属的冶炼 汞 银 Hg Ag 锌 铁 锡 铅 (氢) 铜 Zn Fe Sn Pb (H) Cu 铂 金 Pt Au 钾 钙 钠 镁 铝 K Ca Na Mg Al 归纳总结 适用于金属活动性比较强 电解法 一般用于金属活动性顺序中铝及铝以前的金属冶炼 热还原法 热分解法 适用于金属活动性弱 物理提取 密度大，多次淘洗掉矿粒等杂质，便可得到 选择题 课堂检测 例1．地球上金属矿物资源有限，选用合理的方法冶炼金属尤为重要。下列各种冶炼方法中，可制得相应金属的为 A．电解熔融氯化铝 B．加热碳酸钙 C．电解熔融氯化钠 D．氧化钠与铝粉高温共热 【答案】C 选择题 课堂检测 例 2. 化学兴趣小组用如图所示装置制备铁，下列说法正确的是 A．KClO3作为助燃剂，也可以用Na2O代替 B．仪器a可以用装有蒸馏水的烧杯代替 C．工业上常利用铝热反应来冶炼熔点较高的钒、铬、锰 D．常温下，反应后a中的金属可以用浓硝酸洗涤干净 【答案】C 选择题 课堂检测 【答案】B 例 3．工业用镁还原TiCl4制备金属Ti，工艺流程如图。下列说法不正确的是 A．工业上可通过电解熔融MgCl2制取金属Mg B．用金属Mg还原TiCl4过程中需要通入N2作保护气 C．“真空蒸馏”的目的是使Mg、MgCl2气化，实现与Ti的分离 D．制得海绵钛中含有少量金属Mg，可以用稀盐酸浸泡除Mg 二、探究金属的冶炼 二、探究金属的冶炼 Al2O3 Fe2O3 SiO2 先用酸浸吗，流程应该如何? 路线一 二、探究金属的冶炼 路线二 Al2O3 Fe2O3 SiO2 可先用碱浸吗，流程应该如何? 课堂检测 例 4.以电厂废料(Al2O3的质量分数为50%，其余为SiO2和CaO)为原料提取Al的工艺流程如下：   下列说法错误的是 A．“滤液Ⅱ”可以循环利用 B．“煅烧”中产生的两种气体为SO2和O2 C．“滤渣Ⅰ”的成分为SiO2和少量残余的Al2O3 D．10.0g废料得到5.0g干燥的“滤渣I”(Al2O3质量分数为5%)，Al2O3的浸取率为95% 【答案】C 选择题 下课记得做作业和复习 Lavf58.30.100 Lavf58.20.100 Packed by Bilibili XCoder v2.0.2 Lavf58.30.100 FormatFactory : www.pcfreetime.com Lavf58.20.100 Packed by Bilibili XCoder v2.0.2 $$