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

该高中化学课件围绕金属矿物的开发利用，系统讲解金属的存在形式、冶炼方法、工业炼铝流程及资源合理利用，通过生活中高压钠灯、铜导线等金属材料实例提问导入，引导学生从生活现象过渡到化学原理，搭建学习支架。 其亮点在于结合金属活动性顺序表分类梳理冶炼方法，体现化学观念中物质性质决定用途，铝热反应实验细节及工业应用培养科学探究能力，工业炼铝酸溶与碱溶流程训练科学思维。学生能深化对金属转化规律的理解，教师可借助实例提升教学直观性与效率。

第1课时 金属矿物的开发利用 第八章 化学与可持续发展 第一节 自然资源的开发利用 课堂导入 人们在生活和生产中使用的金属材料多为合金，它是由金属单质加工获得的。 那么人们是如何获得金属单质？ 高压钠灯 铜导线 铁锅 多功能军工刀 不锈钢锅 钛合金羽毛球拍 镍合金门锁 钠钾合金 铂合金首饰 一、金属的存在 1、游离态(少数)——活泼性较弱的金属 思考：金属矿物是如何开发利用的呢？ 2、化合态(大多数)——活泼性较强的金属 金矿 铂矿 银 铜 陨铁 赤铁矿 铝矿 蓝铜矿 孔雀石 赤铜矿 黄铜矿 二、金属的冶炼 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。 利用 ，在一定条件下使化合态的金属得到电子变成金属单质。 2、实质： 氧化还原反应 Mn+ M + ne- 得电子，被还原 K Ca Na Mg Al︱Zn Fe Sn Pb (H) Cu︱Hg Ag︱Pt Au 思考：活动性不同的金属的冶炼方法相同吗？ 二、金属的冶炼 3、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︱物理方法 （1）物理方法：适用于极不活泼的金属，如Pt、Au 淘金原理：金子的密度比沙子大得多，在水的冲击下沙粒被水流带走，而金留在容器里。 金版P106 课堂建构 二、金属的冶炼 （2）热分解法：适用于不活泼的金属的冶炼，如Hg、Ag 2HgO == 2Hg + O2↑ 2Ag2O == 4Ag + O2↑ HgS == Hg + S （3）热还原法：适用于中等活泼的金属的冶炼 C + 2CuO === 2Cu + CO2↑ 高温 3CO + Fe2O3 === 2Fe + 3CO2 高温 常用的还原剂一般选用C、CO、H2及较活泼金属如Al等 二、金属的冶炼 （3）热还原法：铝热反应 引燃剂 助燃剂 铝热剂 2Al + Fe2O3 === 2Fe + Al2O3 高温 (打磨) (干燥) 适量细沙：既要防止蒸发皿炸裂， 又要防止熔融物溅出伤人 思考：铝热反应条件为高温，是否需要持续加热？ 二、金属的冶炼 铝热反应在工业上有哪些重要应用？ ①冶炼高熔点金属，如铬、锰、钨、钒等 4Al + 3MnO2 === 3Mn + 2Al2O3 高温 ② 野外金属焊接，如焊接钢轨 2Al + Cr2O3 === 2Cr + Al2O3 高温 随堂演练 1、铝热反应有广泛用途，实验装置如图1所示。下列说法错误的是（ ） A．铝热反应的能量变化可用图2表示 B．Fe2O3和铝粉的混合物被称为铝热剂 C．铝热反应只能用于冶炼铁、锰、铬等熔点较高的金属 D．铝热反应可用于焊接铁轨，反应的化学方程式为： 2Al + Fe2O3 === 2Fe + Al2O3 高温 C 二、金属的冶炼 （4）电解法：适用于很活泼的金属的冶炼，如K、Ca、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 物质 MgO Al2O3 MgCl2 AlCl3 熔点/℃ 2852 2054 714 190(以分子形式存在) 沸点/℃ 3600 2980 1412 180 思考： 1、能否用MgO？ 2、能否用AlCl3？ 3、冰晶石的作用？ 1、MgO熔点很高，耗能大。 2、AlCl3的沸点比熔点低，易升华，是共价化合物，熔融状态下不导电。 3、冰晶石(Na3AlF6)：降低Al2O3熔点（2000℃→1000℃）。 二、金属的冶炼 （5）其他冶炼方法： 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。 湿法炼铜：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 高温 随堂演练 2、从石器时代到青铜器时代，再到铁器时代，金属的冶炼体现了人类文明的发展历程和水平。下列关于金属冶炼的说法正确的是（ ） A. 制铝：将Al(OH)3溶于盐酸中，电解所得AlCl3溶液 B. 制铜：“曾青(CuSO4)得铁，则化为铜”的过程发生复分解反应 C. 炼铁：用CO在高温下还原铁矿石中铁的氧化物 D. 制钠：高温分解NaCl制备Na C 三、工业炼铝 铝元素在地壳中主要以铝土矿(主要成分是Al2O3，含SiO2、Fe2O3、MgO等杂质)的形式存在，那么如何从铝土矿中提取铝呢？ 【方法一】酸溶法 Al2O3 SiO2 Fe2O3 MgO 过滤 过量盐酸 SiO2 Al3+ Fe3+ Mg2+ H+ Cl- Fe(OH)3Mg(OH)2 [Al(OH)4]- Cl- Na+ OH- 过量CO2 Al(OH)3 Cl- Na+ HCO3- 加热 Al2O3 电解 Al 过滤 1、写出与Al有关的离子方程式。 2、思考：能否用氨水代替NaOH溶液？ 过量 NaOH 溶液 三、工业炼铝 【方法二】碱溶法 Al2O3 SiO2 Fe2O3 MgO 过滤 过量 NaOH溶液 Fe2O3 MgO [Al(OH)4]- SiO32- Na+ OH- H2SiO3 Al3+ Na+ H+ Cl- 过量氨水 Al(OH)3 Na+ Cl- NH4+ OH- NH3·H2O 加热 Al2O3 电解 Al 过滤 1、写出与Al有关的离子方程式。 2、思考：能否将盐酸改为CO2？将氨水改为“NaOH溶液”合适吗？ 冶炼金属铝能否用氯化铝代替氧化铝? 过滤 过量 盐酸 四、合理开发和利用金属资源 1、存在问题： ①金属的冶炼过程会消耗许多能量，易造成环境污染； ②金属腐蚀现象普遍存在，造成了大量损失。 2、合理开发和利用金属资源的主要途径： 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。 课本P99 思考与讨论 Lavf58.20.100 Packed by Bilibili XCoder v2.0.2 $