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

．自然资源的开发利用 ．化学品的合理使用 ．环境保护与绿色化学 第八章 化学与可持续发展 资源、能源、材料、环保、健康、安全等是当今社会重要的研究主题，化学与这些主题密切相关，在其研究与应用中发挥着重要作用。 按照绿色化学思想和循环经济原则，利用化学变化可以改变原有物质的组成和结构，合成新物质，使之具有更加优异的性能；可以科学、安全、有效和合理地开发自然资源和使用各种化学品，为建设美丽家园发挥化学科学的重要价值。 教材P97 1.理解氧化还源反应在金属矿物开发中的应用，构建金属冶炼的思维模型。 2.认识合理开发和利用金属资源的重要性和必要性。 3.以海水资源中的氯化钠为原料，构建物质间的转化关系和思维导图。 4.培养学生模型认知和证据推理的能力。 教学目标 重点:金属冶炼原理;海水提溴的工艺流程、原理和分离提纯方法 难点:金属活泼性与金属冶炼方法的关系;物质提取的一般思路和方法 教学重点和难点 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 自然资源是人类社会发展不可或缺的自然物质基础，包括土地与土壤资源、矿产资源、生物资源、水资源、能源资源、环境资源等，根据其能否再生可以分为可再生资源和不可再生资源。可持续发展的目标是在满足人类需要的同时，强调人类的行为要受到自然界的制约，强调人类代际之间、人类与其他生物种群之间、不同国家和不同地区之间的公平。它包括经济可持续发展、社会可持续发展、资源可持续发展、环境可持续发展等方面。 资料卡片 ：自然资源与可持续发展 (一).金属元素在自然界的存在 ⑴游离态： 少数不活泼金属 金属矿物的开发利用 ⑵化合态： 绝大多数金属以矿物质形式存在 铂矿 金矿 辉铜矿(Cu2S) 赤铁矿(Fe2O3) 闪锌矿(立方ZnS) 菱镁矿(MgCO3) 孔雀石[Cu2(OH)2CO3] 1.定义：将金属从其化合物中还原出来的过程，工业上称之为金属的冶炼。 2.实质： Mn+ M +ne- 得电子，被还原 3.冶炼步骤： 富集 除杂,提高矿石中有用成分的含量 利用氧化还原反应将金属化合物还原成单质 提纯金属 冶炼 精炼 正价 0价 (二)金属的冶炼 方法？ ①物理法——富集法 淘金原理： 金的密度比沙大 金在自然界中以游离态存在。 HgS Hg + S Pt Au ②热分解法 直接加热金属氧化物 2HgO 2Hg＋O2↑ 2Ag2O 4Ag＋O2↑ Hg Ag 丹砂烧之成水银 贵州省是中国著名的汞矿产区， 拥有丰富的汞矿资源 铜是人类第一种大量使用的金属 汉武帝时铜币 先秦刀币 司母戊鼎 CuO+H2 === Cu + H2O 高温 Fe2O3+3CO === 2Fe + 3CO2 高温 C + 2CuO CO2 ↑ + 2Cu (高炉炼铁) Zn Fe Sn Pb (H) Cu ③热还原法 镁条剧烈燃烧，发出耀眼的白光，放出大量的热；纸漏斗的下部被烧穿，有熔融物落入蒸发皿。 实验现象： Fe2O3+2Al 2Fe + Al2O3 高温 铝热剂 铝热反应 铝与某些难熔金属氧化物(如Fe2O3、Cr2O3、MnO2等)在高温条件下发生的置换反应。 引燃剂 助燃剂 铝热剂 应用： 焊接钢轨，冶炼高熔点，且活动性比铝弱的金属如铬、锰、钨、钒等 MgCl2 (熔融) ==== Mg ＋ Cl2 ↑ 电解 2NaCl (熔融) ==== 2Na＋Cl2 ↑ 电解 2Al2O3 (熔融) ====== 4Al ＋ 3O2 ↑ 电解 冰晶石 （冰晶石）Na3AlF6作用：助熔剂，可以降低氧化铝的熔点。 ④电解法 K Ca Na Mg Al 为什么不用AlCl3? AlCl3是共价化合物，熔融状态时以分子形式存在，没有自由移动的离子，不发生电离，不能导电，无法进行电解。 ⑤其他方法 湿法炼铜 火法炼铜 火烧孔雀石炼铜 根据不同的金属离子得电子的能力不同,所以冶炼的方法不同 不活泼的金属 非常活泼的金属 中等活泼的金属 方法总结 地球上的金属矿物资源是有限的，且分布不均。人类通过金属的冶炼，每年从自然界中提取数亿吨计的金属，这个过程会消耗许多能量，也易造成环境污染。而金属的腐蚀现象普遍存在，也造成了大量的损失。 措施 （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 （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 （3）防止金属的腐蚀 合理开发、利用金属资源 课本P99 课堂思考P99 计算表明，生产1mol铝消耗的电能至少为1.8×106J，回收铝质饮料罐得到铝与从铝土矿制铝相比，前者的能耗仅为后者的3%~5%。通过对上述数据的分析和比较，结合图8-1和图8-2，你想到了什么？请将你的想法与同学交流。 第一方面：从铝土矿制铝消耗的能量要远高于回收铝质饮料罐得到铝的消耗，在实际生产过程中必须考虑投入与产出，考虑成本。 第二方面：加强旧金属的回收和再利用是重要的途径。在日常生活中，要树立金属垃圾也是一种宝贵资源的意识，要倡导金属垃圾的分类回收和再利用，养成自觉珍惜自然资源、节约资源、爱惜环境和保护环境的意识。 第三方面：考虑废弃物的处理和生产对环境的影响，形成绿色化学观念和可持续发展意识。 小结 二、金属的冶炼原理及步骤 三、金属的冶炼方法 K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb (H) Cu Hg Ag Pt Au 电解法 热还原法 热分解法 物理富集法 金属活动性逐渐减弱 铝热反应 四、合理开发和利用金属矿物资源 一、自然界中的存在形式 Lavf57.58.101 $$