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人教版必修第二册

该高中化学课件聚焦金属矿物的开发利用，涵盖金属冶炼原理、方法及合理利用途径。通过“赏宝”展示金属使用时代历程，结合“寻宝”“炼宝”引导学生从金属活动性顺序出发，构建冶炼方法与金属活泼性的关联，形成知识支架。 其亮点在于融合科学思维与科学探究，以铝热反应实验探究现象及应用，结合《浪淘沙》《梦溪笔谈》等文献实例解析冶炼方法，通过金属活动性顺序表小结强化知识体系。既培养学生证据推理能力，又渗透可持续发展观念，助力教师高效教学，提升学生学科核心素养。

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 赏宝 金属的使用时间 Na Mg Al Zn Fe Sn Pb Cu Hg Ag Pt Au 约200年前 约3000年前铁器时代 约5000年前青铜时代 约10000年前 铝制厨具 长矛铁刀 合金汽车 商后司母戊鼎 青铜时代 铁器时代 铝器时代 金属冶炼原理 1.金属在自然界中的存在形式 2.金属冶炼的原理 将金属从其化合物中还原出来用于生产和制造各种金属材料的过程。 得电子，被还原 Mn+ 　　　 M + ne- 3.冶炼金属的步骤 采矿→矿石富集→金属冶炼→精炼 游离态 铂 金 化合态 一、金属矿物资源的开发利用--寻宝 课本P98 从课本中找出获得金属单质的方法有哪些？ 直接开采 热分解法 热还原法 电解法 为什么不同金属的冶炼方法不同？--炼宝 金属活泼性不同，金属越活泼，越难冶炼 K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb (H) Cu Hg Ag Pt Au 强 弱 电解法 热还原法 热分解法 富集法 做笔记 课本P98 富集法：适用于极不活泼的金属的冶炼如 Pt Au 1、物理方法 K Ca Na Mg Al︱Zn Fe Sn Pb (H) Cu ︱ Hg Ag ︱Pt Au 富集法 《浪淘沙》-刘禹锡 千淘万漉虽辛苦， 吹尽狂沙始到金。 美人首饰侯王印， 尽是沙中浪底来。 淘金原理：金的密度比沙大 直接开采 二 、金属的冶炼--炼宝 ① 热分解法：适用于不活泼的金属冶炼如 Hg Ag K Ca Na Mg Al︱Zn Fe Sn Pb (H) Cu ︱ Hg Ag ︱Pt Au 热分解法 富集法 古代炼丹术家葛洪，曾经在他的著作《抱朴子》中记载有“丹砂烧之成水银”。 HgS == Hg + S 2HgO == 2Hg+O2↑ 2Ag2O == 4Ag+O2↑ 二 、金属的冶炼--炼宝 ② 热还原法：适用于中等活泼的金属冶炼 K Ca Na Mg Al︱Zn Fe Sn Pb (H) Cu ︱ Hg Ag ︱Pt Au 热分解法 富集法 热还原法 常用的还原剂一般选用 C、CO、H2及较活泼金属如Al等 初中已经学过的高炉炼铁和氢气还原氧化铜。 Fe2O3+3CO === 2Fe + 3CO2 高温 CuO+H2 === Cu + H2O 高温 铝热反应： Fe2O3+2Al === Al2O3+2Fe 高温 二 、金属的冶炼--炼宝 铝热反应 2Al＋Fe2O3 2Fe＋Al2O3 高温 ①镁条剧烈燃烧； ②铝热剂发生剧烈的反应； ③反应放出大量的热，并发出耀眼的白光； ④纸漏斗的下部被烧穿，有熔融物落入沙中。 铝和金属氧化物在高温下发生剧烈反应并放出大量热的化学反应。 二 、金属的冶炼--炼宝 探究课堂 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。 沙 应用： ①焊接钢轨； ②定向爆破； ③冶炼熔点高的金属（如钨、钒、铬、锰等） 3V2O5+10Al === 6V + 5Al2O3 高温 写出Al和V2O5、MnO2、Cr2O3发生铝热反应的方程式。 3MnO2+4Al === 3Mn+ 2Al2O3 高温 Cr2O3+2Al === 2Cr + Al2O3 高温 铝热剂： 铝和金属氧化物组成的混合物。 2、化学方法 ③ 电解法：适用于非常活泼的金属冶炼 K Ca Na Mg Al︱Zn Fe Sn Pb (H) Cu ︱ Hg Ag ︱Pt Au 热分解法 富集法 热还原法 电解法 Na： Mg: Al: 2NaCl (熔融) 2Na ＋ Cl2 ↑ 电解 MgCl2 (熔融) Mg ＋ Cl2 ↑ 电解 2Al2O3 (熔融) 4Al ＋3O2 ↑ 电解 冰晶石 能否用MgO？ 1、能否用AlCl3？ 2、冰晶石的作用？ 二 、金属的冶炼--炼宝 物质 MgCl2 MgO AlCl3 Al2O3 熔点/℃ 714 2852 190 2054 冶炼镁时，选择MgCl2还是MgO？冶炼铝时，选择AlCl3还是Al2O3？为什么？ 金属氧化物熔点高，金属氯化物熔点低，耗能少，成本低。 AlCl3是共价化合物，熔融状态下不导电。 注意事项： 1、电解熔融状态而不是水溶液 2、冰晶石的作用是降低Al2O3的熔点 思考： 3、其他金属的冶炼方法 湿法炼铜 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》 西汉《淮南万毕术》有“曾青得铁，则化为铜”的记载。 Fe+CuSO4 = FeSO4 + Cu 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》 火法炼铜 Cu2S+O2 = 2Cu + SO2 二 、金属的冶炼--炼宝 高温 K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb (H) Cu Hg Ag Pt Au 活泼 (氧化物、氯化物) 中等活泼 (C、CO、H2、Al等) 不活泼 (氧化物) 电解法 物理法 热分解法 热还原法 火法炼铜 (高温冶炼黄铜矿) Cu2S+O2 2Cu+SO2↑ 高温 湿法炼铜 Fe + CuSO4 = FeSO4 + Cu 课堂小结 三、合理开发利用金属资源的原因及途径--用宝 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 1）原因： ①______________________； ②开发环保高效的金属冶炼方法； ③________________________； ④_________________________； ⑤使用其他材料代替金属材料。 提高金属矿物的利用率 防止金属的腐蚀 加强废旧金属的回收和再利用 2）措施： 1、判断题 (1)在自然界中金属元素都以化合态的形式存在(　　) (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(　　) (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)铝热反应的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 (6)可以通过电解饱和食盐水的方法获取金属钠(　　) (7)可以通过电解熔融的MgO和AlCl3来制备金属Mg、Al(　　) × √ √ × √ × × 1.下列关于金属冶炼的说法正确的是(　　) A.通过电解饱和食盐水制备金属钠 B.热还原法常用的还原剂有CO、H2、C等 C.金属Mg、Al均能通过电解熔融氯化物的方法获得 D.人类历史上金属被发现的顺序与金属的活泼性无关 B 2.下列有关金属冶炼的方法不正确的是(　　) A.制镁:将海水富集得到的氯化镁溶液电解得到镁和氯气 B.制铁:用焦炭和空气反应产生的CO在高温下还原铁矿石中的铁的氧化物 C.制汞:加热氧化汞得到汞,同时生成氧气 D.制锰:将铝粉与难熔的MnO2以一定比例混合后,高温冶炼得到锰 A 法国 皇帝拿破仑三世 1860年，拿破仑三世请各国国王和贵族吃饭，皇帝拿破仑三世自己则用一套，貌不惊人的铝制餐具 这并不是生活简朴的作风，而是提炼铝的难度非常大，很难分离出纯铝。直至1825年，化学专家奥斯特才分离出金属铝 Lavf58.29.100 Packed by Bilibili XCoder v2.0.2 Lavf58.20.100 $