8.1.1 金属矿物的开发利用-课件-2025-2026学年高一下学期化学同步精品课堂(人教版2019必修二)

该高中化学课件聚焦金属矿物的开发利用，涵盖金属存在形态、冶炼实质及四种冶炼方法，通过古代文献记载和冶炼技术时间线导入，帮助学生建立从古代实例到现代原理的知识脉络，搭建学习支架。 其亮点在于以氧化还原反应构建化学观念，结合铝热反应实验分析培养科学探究能力，通过废旧金属回收数据强化科学态度与责任。采用情境导入和知识建构，学生能提升证据推理素养，教师可依托完整教学流程高效教学。

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 学习目标 课程标准 情境导入 教学进程 知识建构 检测反馈 了解金属在自然界中的存在形式，掌握金属冶炼的实质：金属阳离子得电子被还原为金属单质。 熟记金属冶炼四种方法：热分解法、热还原法、电解法、物理富集法，明确适用金属范围。 熟练书写钠、镁、铝、铁、铜等常见金属的冶炼化学方程式。 了解合理开发利用金属资源的途径，树立节约资源、废旧金属回收利用的环保意识。 学习目标 课程标准 情境导入 教学进程 知识建构 检测反馈 依据金属活动性顺序，掌握不同金属对应的冶炼方法，建立物质性质与制备方法的关联。 从氧化还原反应视角理解金属冶炼原理，提升证据推理与变化观念素养。 认识金属资源开发对环境的影响，树立资源合理利用与可持续发展的社会责任感。 学习目标 课程标准 情境导入 教学进程 知识建构 检测反馈 学习目标 课程标准 情境导入 教学进程 知识建构 检测反馈 古代炼丹术士葛洪所著《抱朴子》中记载：“丹砂烧之成水银。”北宋科学家沈括在《梦溪笔谈》中写道：“信州铅山县有哭泉，流水为涧。揖其水熬之，则成胆矾，烹胆矾则成铜。熬胆矾铁釜，久之化为铜。” 以上文献中涉及了哪些金属的冶炼？ 学习目标 课程标准 情境导入 教学进程 知识建构 检测反馈 金属矿物的开发利用 任务一：金属在自然界中的存在形态 黄金面具 太阳鸟 金杖 青铜立人像 青铜神树 学习目标 课程标准 情境导入 教学进程 知识建构 检测反馈 金属矿物的开发利用 任务一：金属在自然界中的存在形态 黄铁矿 FeS2 赤铁矿 Fe2O3 萤石 CaF2 蓝铜矿 Cu3[CO3]2(OH)2 天然金Au 辉铜矿 Cu2S 学习目标 课程标准 情境导入 教学进程 知识建构 检测反馈 金属矿物的开发利用 任务一：金属在自然界中的存在形态 铂 金 陨铁 游离态 金属在自然界中的存在形态 化合态 学习目标 课程标准 情境导入 教学进程 知识建构 检测反馈 金属矿物的开发利用 任务二：金属冶炼的实质 矿石 富集 冶炼 精炼 金属单质 学习目标 课程标准 情境导入 教学进程 知识建构 检测反馈 金属矿物的开发利用 任务二：金属冶炼的实质 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 学习目标 课程标准 情境导入 教学进程 知识建构 检测反馈 金属矿物的开发利用 任务三：金属冶炼的方法 青铜器时代 铁器时代 公元前6 000年 ——Cu 公元前4 500年 ——Au 公元前500年 ——Fe 公元500年 ——Zn 1792年——Mg 1807年——Na 1827年——Al 从上图你了解什么规律？ 公元前1 000年 ——Ag 学习目标 课程标准 情境导入 教学进程 知识建构 检测反馈 金属矿物的开发利用 任务三：金属冶炼的方法 热分解法 加热的是金属氧化物 2HgO 2Hg＋O2↑ 2Ag2O 4Ag＋O2↑ 学习目标 课程标准 情境导入 教学进程 知识建构 检测反馈 金属矿物的开发利用 任务三：金属冶炼的方法 炼矿曰扯铜，其法矿千斤(氧化矿，灼烧得CuO)用炭七八百斤不等，炉如来墙，底作圆窠，铺以炭末，始加矿炭……而铜沉于低，有流碣，即铜成之候矣——清·张泓《滇南新语》 CuO＋C Cu＋CO↑ 　 请写出冶炼铜的化学方程式 热还原法 学习目标 课程标准 情境导入 教学进程 知识建构 检测反馈 金属矿物的开发利用 任务三：金属冶炼的方法 热还原法 ①铜的冶炼 人类很早就发现，孔雀石在熊熊燃烧的树木中灼烧，树木余烬里会有一种红色光亮的金属凝固出来，试用化学方程式表示所发生的反应： Cu2(OH)2CO3 孔雀石 Cu2(OH)2CO3 2CuO＋CO2↑＋H2O 　 CuO＋C Cu＋CO↑ 　 常用的还原剂有：CO、H2、C(焦炭)、活泼金属 学习目标 课程标准 情境导入 教学进程 知识建构 检测反馈 金属矿物的开发利用 任务三：金属冶炼的方法 热还原法 ①铜的冶炼 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》 湿法炼铜 火法炼铜 Cu2S + O2===2Cu + SO2 高温 CuSO4 + Fe=Cu + FeSO4 学习目标 课程标准 情境导入 教学进程 知识建构 检测反馈 金属矿物的开发利用 任务三：金属冶炼的方法 热还原法 ②铁的冶炼 Fe2O3+3CO === 2Fe + 3CO2 高温 ③铝热反应 用金属铝做还原剂冶炼活泼性不如铝且“高熔点”的金属（Fe、V、Cr、Mn等） Fe2O3+2Al 2Fe + Al2O3 高温 学习目标 课程标准 情境导入 教学进程 知识建构 检测反馈 金属矿物的开发利用 任务三：金属冶炼的方法 热还原法 ③铝热反应 应用：①冶炼熔点较高的金属，如铬、锰、钨、钒等 ②金属焊接，如焊接钢轨。 学习目标 课程标准 情境导入 教学进程 知识建构 检测反馈 金属矿物的开发利用 任务三：金属冶炼的方法 热还原法 ③铝热反应 以铝粉和金属氧化物反应获得金属单质的反应。 （1）概念： （2）原理： 活泼金属置换不活泼金属。 Al2O3+2Fe Fe2O3+2Al 高温 镁条为引燃剂， 氯酸钾为助燃剂 铝热剂 （3）现象： 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。 学习目标 课程标准 情境导入 教学进程 知识建构 检测反馈 金属矿物的开发利用 任务三：金属冶炼的方法 热还原法 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。 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？ 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。 3、蒸发皿中铺少量细沙的作用是什么？ 一是防止蒸发皿炸裂，二是防止生成的熔融物溅出。 学习目标 课程标准 情境导入 教学进程 知识建构 检测反馈 金属矿物的开发利用 任务三：金属冶炼的方法 热还原法 ③铝热反应 用金属铝做还原剂冶炼活泼性不如铝且“高熔点”的金属（Fe、V、Cr、Mn等） Fe2O3+2Al 2Fe + Al2O3 高温 3MnO2+4Al 3Mn+ 2Al2O3 高温 Cr2O3+2Al 2Cr + Al2O3 高温 3Co3O4+8Al 9Co + 4Al2O3 高温 3V2O5+10Al 6V+ 5Al2O3 高温 铝热剂 学习目标 课程标准 情境导入 教学进程 知识建构 检测反馈 金属矿物的开发利用 任务三：金属冶炼的方法 热还原法 钨棒 三氧化钨 钨矿 WO3＋3H2 W＋3H2O 　 2Al＋WO3 W＋Al2O3 　 高温 学习目标 课程标准 情境导入 教学进程 知识建构 检测反馈 金属矿物的开发利用 任务三：金属冶炼的方法 电解法 1827年，德国化学家维勒用金属钾制得了铝 1854 年，法国的德维尔用金属钠制得铝 到19世纪末，铝的价格发生了成千倍的跌落！ 1886年发明了一种炼铝的方法。 学习目标 课程标准 情境导入 教学进程 知识建构 检测反馈 金属矿物的开发利用 任务三：金属冶炼的方法 电解法 MgCl2 (熔融) Mg ＋ Cl2 ↑ 电解 2NaCl (熔融) 2Na＋Cl2 ↑ 电解 2Al2O3 (熔融) 4Al ＋ 3O2 ↑ 电解 冰晶石 ——适用于很活泼的金属（K Ca Na Mg Al ） 学习目标 课程标准 情境导入 教学进程 知识建构 检测反馈 金属矿物的开发利用 任务三：金属冶炼的方法 电解法 冶炼Mg时电解MgCl2，不能电解MgO？冶炼Al时电解Al2O3不能 电解AlCl3？ 电解法制取镁时需要电解化合物的熔融状态，而MgO的熔点太高，将MgO加热熔融消耗的能量太高不经济。 AlCl3是共价化合物，熔融状态下无自由移动的离子 学习目标 课程标准 情境导入 教学进程 知识建构 检测反馈 金属矿物的开发利用 任务三：金属冶炼的方法 物理方法 金、铂在自然界以游离态存在，直接通过物理方法即可提取，如“沙土淘金”。 《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。 学习目标 课程标准 情境导入 教学进程 知识建构 检测反馈 金属矿物的开发利用 任务三：金属冶炼的方法 小结：冶炼方法 即：Mn+ + ne- M 由于不同的金属离子得电子的能力不同,所以冶炼的方法不同 热分解法 K、Ca、Na、Mg、Al、 Zn、Fe、Sn、Pb、(H)、Cu、 Hg、Ag、Pt、Au 电解法 热还原法 物理富集法 学习目标 课程标准 情境导入 教学进程 知识建构 检测反馈 金属矿物的开发利用 任务四：合理开发和利用金属资源 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，前者的能耗仅沟后者的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。 学习目标 课程标准 情境导入 教学进程 知识建构 检测反馈 金属矿物的开发利用 任务四：合理开发和利用金属资源 启示1:从铝土矿制铝消耗的能量要远远高于回收铝质饮料罐得到铝消耗的能量，可知在实际生产过程中必须考虑投入与产出，要考虑成本。 启示2:加强度旧金属的回收和再利用是合理开发和利用金属资源的重要途径。要树立金属垃圾也是一种宝贵资源的理念。在日常生活中，要大力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。 启示3:实际工业生产中，从金属矿物到纯净金属的冶炼过程是一个复杂的过程，往往涉及许多其他物质和反应，在得到所需产品的同时，也会产生废弃物。因此必须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。 学习目标 课程标准 情境导入 教学进程 知识建构 检测反馈 金属矿物的开发利用 任务四：合理开发和利用金属资源 开发环保高效的金属冶炼方法 防止金属的腐蚀 提高金属矿物的利用率 加强废旧金属的回收和再利用 使用其他材料代替金属材料 合理开发利用金属资源 学习目标 课程标准 情境导入 教学进程 知识建构 检测反馈 知识建构 火法炼铜、湿法炼铜 Mn＋＋ne－→M 金属冶炼实质： 金属单质还原性、失电子能力依次减弱 金属阳离子氧化性、得电子能力依次增强 其它金属冶炼方法： 铝热法 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 物理法 学习目标 课程标准 情境导入 教学进程 知识建构 检测反馈 1. 已知锂的金属性介于钠和镁之间，则下列能冶炼出金属锂的方法是（ ） A.电解法 B.热还原法 C.热分解法 D.铝热法 2. 人类对某金属冶炼技术的掌握程度决定了其应用的广泛性。影响冶炼方法的主要因素是（ ） A.金属的活泼性强弱 B.金属在地壳中的含量多少 C.金属的化合价高低 D.金属的导电性强弱 A A 学习目标 课程标准 情境导入 教学进程 知识建构 检测反馈 3.工业上冶炼金属一般用热分解法、热还原法和电解法。你认为选择方法的主要依据是( ) A. 金属在自然界的存在形式 B. 金属元素在地壳中的含量 C. 金属熔点高低 D. 金属阳离子得电子的能力 D 学习目标 课程标准 情境导入 教学进程 知识建构 检测反馈 4. 冶炼金属一般有下列四种方法：①焦炭法　②水煤气(或氢气或一氧化碳)法　③活泼金属置换法　④电解法。四种方法在工业上均有应用。古代有(Ⅰ)火烧孔雀石炼铜；(Ⅱ)湿法炼铜；现代有(Ⅲ)铝热法炼铬；(Ⅳ)从光卤石中炼镁，对它们的冶炼方法的分析不正确的是( ) A. (Ⅰ)用① B. (Ⅱ)用② C. (Ⅲ)用③ D. (Ⅳ)用④ B 学习目标 课程标准 情境导入 教学进程 知识建构 检测反馈 5. 关于废旧金属处理的下列说法中不正确的是( ) A. 对废旧金属的最好处理方法是回收、再利用 B. 重金属对人体有害，对废旧重金属材料的处理方法是填埋 C. 废旧钢铁可用于炼钢，废铁屑可用于制铁盐 D. 照相业、科研单位和医院X光室回收的定影液中，可以提取金属银 B 学习目标 课程标准 情境导入 教学进程 知识建构 检测反馈 6.工业上用铝土矿(含氧化铝、氧化铁)制取铝的过程如下: 请回答下列问题: (1)沉淀 C 的化学式为 _________,该物质除了用于金属冶炼以外,还可用作_______。 (2)电解熔融的氧化铝时,标准状况下若得到22.4 L O2,则同时生成 ____g铝。 (3)操作Ⅰ、操作Ⅱ和操作Ⅲ都是____(填操作名称),实验室要洗涤 Al(OH)3 沉 淀应该在____装置中进行,洗涤方法是____________________。 Fe2O3 颜料 36 过滤 过滤 向漏斗中加蒸馏水至浸没沉淀,使水自然流下,重复操作 2~3 次 学习目标 课程标准 情境导入 教学进程 知识建构 检测反馈 (4)生产过程中,除 NaOH、H2O 可以循环利用外,还可以循环利用的物质有__________ (填化学式),用此法制取铝的副产品是__________ (填化学式)。 (5)写出 Na2CO3 溶液与 CaO 反应的离子方程 式: ________________。 (6)若铝土矿中还含有二氧化硅,此生产过程中得到的氧化铝中将混有杂质 ____(填化学式)。 6.工业上用铝土矿(含氧化铝、氧化铁)制取铝的过程如下: CaO 和 CO2 Fe2O3 、 O2 SiO2 CO32- +CaO+H2O=CaCO3↓+2OH- 感谢您的观看 Thank you Lavf58.12.100 Lavf57.4.100 $