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，核心涵盖金属冶炼的实质与方法。课堂以《诗经》诗句及历史文献导入，通过问题“什么是金属冶炼”衔接，结合史料与化学原理，构建从历史到科学原理的学习支架。 其亮点是史料与化学知识融合，如用“丹砂烧之成水银”引出热分解法，培养科学思维；设计铝土矿冶炼方案，提升科学探究与实践能力；对比废旧铝回收数据，强化科学态度与责任。助力学生深化理解，为教师提供丰富教学素材。

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 第八章 化学与可持续发展 1 问题导学 《诗经》有云:“有匪君子,如金如锡,如圭如璧。”由诗句可知,古人在西周时期就已经开始使用金属，金 属 的冶炼历史悠久。 什么是金属冶炼?金属冶炼的实质是什么? 一、金属冶炼的实质 [史料1]“美人首饰侯王印,尽是沙中浪底来”“千淘万漉虽辛苦,吹尽狂沙始到金” [史料2]东晋葛洪在《抱朴子》中提到“丹砂烧之 成水银”,而三仙丹烧之也成水银。三仙丹的主要成分为氧化汞,请写出冶炼汞的反应原理。 [史料3]《淮南万毕术》中有云:“曾青得铁则化为铜。”铜是如何冶炼的? 请分析其中的化学本质。 [史料4]《天 工 开 物》记 载， “凡 铁 一 炉，载 土 二 千 余 斤，或 用 硬 木 柴，或 用 煤 炭，或 用 木 炭 ……扇炉风 箱……成 铁 之 后，从 炉腰孔流出” 如何得到金单质？ 银与汞在金属活动性顺序表中位置相邻,请猜测银的冶炼方法？ 银与汞在金属活动性顺序表中位置相邻,请猜测银的冶炼方法？ 试回忆写出高炉炼铁的反应方程式？ 一、金属冶炼的实质 1. 物理富集法-----不活泼的Pt、Au 归纳总结： 2. 热分解法-----较不活泼金属(Hg/Ag)的冶炼 HgS Hg + S 2HgO 2Hg + O2 ↑ 2Ag2O 4Ag + O2 ↑ 3. 热还原法-----中等活泼金属(Zn-Cu)的冶炼 3CO + Fe2O3 === 2Fe + 3CO2 ↑ 高温 H2 + CuO === Cu + H2O 观察价态变化：什么是金属冶炼?金属冶炼的实质是什么? 一、金属冶炼的实质 1. 物理富集法-----不活泼的Pt、Au 归纳总结： 2. 热分解法-----较不活泼金属(Hg/Ag)的冶炼 3. 热还原法-----中等活泼金属(Zn-Cu)的冶炼 结合金属活动性顺序表，你能从人类冶炼金属的年代发现什么规律？ 诗词中很少出现活泼金属钾、钙、钠、镁、 铝,原因是什么? 一、金属冶炼的实质 MgCl2 (熔融) ==== Mg ＋ Cl2 ↑ 电解 2NaCl (熔融) ==== 2Na＋Cl2 ↑ 电解 2Al2O3 (熔融) ====== 4Al ＋ 3O2 ↑ 电解 冰晶石 资料卡片 物质 熔点 MgCl2 714℃ MgO 2800℃ AlCl3 194℃ Al2O3 2054℃ Na3AlF6 【交流讨论】结合下列表格物质的熔沸点数据分析，为什么冶炼镁时，选择 MgCl2而不是MgO？为什么冶炼铝时，选择Al2O3而不是AlCl3？ 一、金属冶炼的实质 归纳总结： 二、金属矿物的综合开发 1. 物理富集法-----不活泼的Pt、Au 归纳总结： 2. 热分解法-----较不活泼金属(Hg/Ag)的冶炼 3. 热还原法-----中等活泼金属(Zn-Cu)的冶炼 为什么铜的冶炼时间比金早，铝比镁早，这与什么因素有关？ 与储量、开采的难易程度等因素有关 二、金属矿物的综合开发 资料卡片 冶炼方法的更新与储量、开采的难易程度、技术发展等因素有关 二、金属矿物的综合开发 资料卡片 热还原法——铝热法（用Al做还原剂进行金属氧化物的还原） 铝热剂 Fe2O3＋2Al 2Fe＋Al2O3，实验如图。 铝粉 + 金属氧化物 (V2O5 Cr2O3 MnO2 FexOy等) 思考：工业上为什么不广泛用铝热法炼铁呢？ 二、金属矿物的综合开发 Na＋KCl K↑＋NaCl 高温 难挥发性物质制备易挥发性的物质 钾的冶炼 (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 （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： 2.措施： 为什么要合理开发和利用金属矿物资源？如何有效利用金属矿物? 二、金属矿物的综合开发 试从能源消耗和环境污染两个角度分析加强废旧金属回收利用的重要性 以废旧饮料罐生产1 kg铝消耗资源及能耗 废旧饮料罐1.01 kg，电能能耗≤3.35×106 J 以铝土矿为原料生产1 kg铝的资源及能耗 铝土矿：4 kg　煤：0.5 kg　燃料油：0.25 kg 纯碱：0.5 kg 石灰：0.5 kg　氟化钙：0.04 kg 焙烧碳素：0.6 kg　冰晶石：0.03 kg 电能能耗≥6.7×107 J 用铝土矿生产铝，能耗高，资源消耗量大，在生产过程中会产生大量的废气、废液及废渣，对大气水体及土壤会产生很大污染； 而用废旧饮料罐生产铝，能耗低，资源消耗量小，对环境污染很小，变废为宝，既可以减少废旧金属对环境的污染还可以提高矿物有效利用率，是可持续发展的必然要求。 二、金属矿物的综合开发 某地探明有大量铝土矿（主要成分为Al2O3,还含有Fe2O3等杂质），现你作为该厂特聘人员，协助完成金属铝得冶炼： 【方法一】酸溶法工业流程 Al2O3 Fe2O3 SiO2 MgO 过滤 ①过量盐酸 SiO2 AlCl3 FeCl3 MgCl2 ②过量NaOH 溶液 过滤 Fe(OH)3Mg(OH)2 Na[Al(OH)4] NaCl NaOH ③CO2 过滤 Al(OH)3 NaHCO3 NaCl 加热 Al2O3 ⑤电解 Al 写出与Al有关的离子方程式。 ①_________________________________；②_______________________________； ③ ⑤ 。 [Al(OH)4]− + CO2 === Al(OH)3↓ + HC Al3++4OH− == [Al(OH)4]− Al2O3＋6H+ === 2Al3+＋3H2O 2Al2O3 (熔融) ====== 4Al ＋ 3O2 ↑ 电解 冰晶石 二、金属矿物的综合开发 某地探明有大量铝土矿（主要成分为Al2O3,还含有Fe2O3等杂质），现你作为该厂特聘人员，协助完成金属铝得冶炼： Al2O3 Fe2O3 SiO2 MgO Fe2O3 MgO Na[Al(OH)4] Na2SiO3 NaOH H2SiO3 NaCl AlCl3 氨水 Al(OH)3 NH4Cl NaCl 加热 Al2O3 Al 电解 【方法二】碱熔法工业流程 并写出与Al有关的离子方程式。 _________________________________；_______________________________； _________________________________。 Al2O3＋3H2O+2OH－ = 2[Al(OH)4]－ [Al(OH)4]－＋4H＋ = Al3＋＋4H2O Al3＋＋3NH3·H2O = Al(OH)3↓+3 NaOH 溶液 过滤 盐酸 过滤 过滤 二、金属矿物的综合开发 某化学兴趣小组用合金废料(含 Fe、Cu和 Al)制取 FeSO4 溶液并回收金属铜,请你根据所学知识设计一个回收合金废料的可行方案。 Lavf57.4.100 $