金屬礦物的開發(fā)利用++課件高一下學(xué)期化學(xué)人教版（2019）必修第二冊(cè)

第1課時(shí)金屬礦物的開發(fā)利用人類最早發(fā)現(xiàn)和應(yīng)用的金屬C+2CuO==CO2↑+2Cu高溫

銅是人類第一種大量使用的金屬，結(jié)束了漫長(zhǎng)的“石器時(shí)代”。銅鏡漢武帝時(shí)銅幣先秦刀幣

在公元前6000年到7000年左右，人類開始邁進(jìn)了象征古代文明開端的“銅器時(shí)代”。資料卡片Cu2(OH)2CO3

＝2CuO+H2O+CO2↑孔雀石

人類最早是在由天而降的隕石中獲得單質(zhì)鐵的，隕石中含鐵量高達(dá)90%以上。

古代阿拉伯人曾傳說“天上的金雨落進(jìn)沙漠里變成了黑色的鐵”。濟(jì)南隕鐵新疆隕鐵南極洲隕鐵(1)金屬在自然界中的存在形式？

(2)金屬冶煉指的是什么？金、鉑等為游離態(tài)得電子，被還原Mn+

M+ne-主要是化合態(tài)

將金屬從其化合物中還原出來，使之轉(zhuǎn)變?yōu)閱钨|(zhì)的過程。

1、金屬的冶煉冶煉金屬的步驟：礦石富集→金屬冶煉→精煉

法國皇帝拿破侖是一個(gè)喜歡炫耀自己的人。他常常大擺宴席，宴請(qǐng)?zhí)煜沦e客。每次宴會(huì)，他總是擺出一副高人一等的樣子。餐桌上的用具幾乎全是用銀制成的，唯有他自己用的那一個(gè)碗?yún)s是鋁制品。思考與交流

由于早期煉鋁十分困難，所以鋁的價(jià)格十分昂貴，一度超越金銀之上，直至19世紀(jì)上半葉，鋁還是歐洲許多高級(jí)珠寶店的高檔貨。

為什么貴為法國皇帝，在當(dāng)時(shí)卻不用高貴而亮麗的銀碗，而用色澤要暗得多的鋁碗呢？自從美國青年化學(xué)家霍爾發(fā)明電解制鋁法后，制鋁工藝不斷改進(jìn)，現(xiàn)在人們已經(jīng)熟練掌握了從鋁土礦（主要成分是Al2O3）中冶煉鋁的技術(shù)，使得制鋁成本大大下降，使鋁走入千家萬戶。電解槽2Al2O3

(熔融)4Al＋3O2↑電解冰晶石反應(yīng)原理:

古代中國勞動(dòng)人民用木炭煉鐵

我國古代煉鐵工業(yè)長(zhǎng)期領(lǐng)先于世界，我國在西漢初時(shí)已經(jīng)懂得用木炭與鐵礦石混合高溫冶煉生鐵，領(lǐng)先歐洲一千余年，南宋末年的工匠又掌握了用焦炭煉鐵，而歐洲最早的英國直到500年后（相當(dāng)于清朝乾隆末年），才掌握這一技術(shù)。反應(yīng)原理:Fe2O3＋3CO2Fe＋3CO2高溫鐵礦石焦炭空氣石灰石主要原料：電解法熱還原法熱分解法

工業(yè)上如何冶煉鋁和鐵?為什么鐵和鋁的冶煉方法不同？金屬越活潑，越難冶煉2、金屬冶煉方法的確定—由金屬活潑性決定KCaNaMgAl

ZnFeSnPb（H）CuHgAg弱強(qiáng)電解法還原法Fe2O3＋3CO2Fe＋3CO2

高溫2Al2O3

(熔融)4Al＋3O2↑

電解

冰晶石

3、金屬冶煉的方法（1）物理方法用于提取最不活潑的金屬。Au、Pt等金屬在自然界中主要以單質(zhì)形式存在，可用物理方法分離得到。如“沙土淘金”就是利用水沖洗沙子，將沙土沖走，剩下密度很大的金砂，再進(jìn)一步分離便可得到金屬金(Au)。

3、金屬冶煉的方法舉例（2）熱分解法2HgO2Hg＋O2↑加熱2Ag2O4Ag＋O2↑加熱適合一些不活潑金屬（一般是Hg及Hg后的金屬）

（常用的還原劑有：焦炭、CO、H2

等）（3）熱還原法（Zn—Cu中等較活潑金屬）

Fe2O3＋3CO2Fe＋3CO2

高溫2CuO+C2Cu+CO2↑

高溫高爐煉鐵主要反應(yīng)WO3+3H2W+3H2O

高溫（4）電解法MgCl2(熔融)Mg＋Cl2↑電解2NaCl(熔融)2Na＋Cl2↑電解2Al2O3(熔融)4Al＋3O2↑電解冰晶石鋁土礦適合一些非?；顫娊饘伲╖n前金屬）

火法煉銅Cu2S+O2====2Cu+SO2

濕法煉銅：Fe+CuSO4=FeSO4+Cu高溫（5）其他方法鎂條為引燃劑氯酸鉀為助燃劑鋁熱劑：鋁與氧化鐵的混合物

鋁熱反應(yīng)鋁熱反應(yīng)以鋁粉和金屬氧化物在高溫條件下反應(yīng)獲得金屬單質(zhì)的氧化還原反應(yīng)現(xiàn)象原理鎂條劇烈燃燒，發(fā)出白光，導(dǎo)致混合物劇烈反應(yīng)，發(fā)出強(qiáng)光，有紅熱的熔融物生成。2Al＋Fe2O32Fe＋Al2O3高溫注意事項(xiàng)：1.鎂條要用砂紙打磨，除凈表面的氧化膜，否則難以點(diǎn)燃;2.鎂條的長(zhǎng)度盡量長(zhǎng)些,約需10cm,防止鎂條過短導(dǎo)致熱量不夠，影響實(shí)驗(yàn)效果;3.氧化鐵粉末與鋁粉要用干燥的，鋁粉要用未被氧化的，否則反應(yīng)難以進(jìn)行;4.氧化鐵粉末與鋁粉的質(zhì)量比要控制在3:1，且兩者要混合均勻，是為了保證氧化鐵與鋁完全反應(yīng);5.內(nèi)層紙漏斗要用水潤濕，是為了避免產(chǎn)生的高溫造成紙漏斗燃燒;6.接生成物的蒸發(fā)皿內(nèi)要裝適量細(xì)沙,防止高溫熔融物使蒸發(fā)皿炸裂;7.觀察現(xiàn)象時(shí),不要直視，防止鋁熱反應(yīng)的強(qiáng)光灼傷眼睛;8.實(shí)驗(yàn)裝置不要距人群太近，應(yīng)遠(yuǎn)離易燃物,防止高溫熔融物濺出傷人或弓|起火災(zāi)。3MnO2＋4Al2Al2O3＋3Mn高溫Cr2O3+2Al2Cr+Al2O33Co3O4+8Al9Co+4Al2O3高溫高溫其它鋁熱反應(yīng)：鋁＋某些金屬氧化物Al2O3＋金屬高溫鋁熱反應(yīng)的應(yīng)用：鋁熱反應(yīng)應(yīng)用冶煉難熔的金屬焊接鋼軌4、合理開發(fā)和利用礦物資源的途徑：（1）廢舊金屬回收和再利用；（2）礦物資源保護(hù)；（3）尋找金屬替代品;(4)提高金屬礦物的利用率金屬鋁的回收與利用（1）節(jié)約礦物資源；（2）節(jié)約能源；（3）減少環(huán)境污染（1）廢舊鋼鐵用于煉鋼；（2）廢鐵屑用于制鐵鹽；（3）定影液用于回收銀回收金屬的實(shí)例：回收金屬的意義：計(jì)算表明，生產(chǎn)1mol鋁消耗的電能至少為1.8x106J，回收鋁質(zhì)飲料罐得到鋁與從鋁土礦制鋁相比，前者的能耗僅為后者的3%-5%。通過對(duì)上述數(shù)據(jù)的分析和比較，結(jié)合圖8-1和圖8-2，你想到了什么？請(qǐng)將你的想法與同學(xué)交流。積極開展廢棄金屬的回收利用，是實(shí)現(xiàn)我國金屬工業(yè)持續(xù)發(fā)展的重要途徑，不僅可以在相當(dāng)程度上解決國內(nèi)金屬礦山原料不足的問題，而且有助于保護(hù)自然資源，減少金屬生產(chǎn)和消費(fèi)過程中對(duì)生態(tài)環(huán)境的影響和破壞?？梢源蟠缶徑馍鐣?huì)和經(jīng)濟(jì)發(fā)展對(duì)礦產(chǎn)資源不斷增長(zhǎng)的需求，明顯降低金屬生產(chǎn)過程中的煤炭，電力等能源消耗，減少環(huán)境污染，實(shí)現(xiàn)有金屬工業(yè)的可持續(xù)發(fā)展，創(chuàng)造節(jié)約性社會(huì)。新課講解【思考與討論】課堂練習(xí):2、下列關(guān)于金屬冶煉的說法不正確的是()

A、金屬冶煉是由人類生產(chǎn)生活需要發(fā)展起來的

B、天然礦藏很少只含一種金屬元素往往含有較多雜質(zhì)

C、金屬的冶煉主要有礦石的富集、冶煉還原和精煉三個(gè)步驟

D、金屬冶煉一定要用到還原劑D1、金屬冶煉的目的是（）

A、把金屬化合物還原為金屬單質(zhì)

B、除去金屬中的雜質(zhì)

C、把金屬單質(zhì)變?yōu)檠趸?/p>

D、把電能轉(zhuǎn)變?yōu)榛瘜W(xué)能A5、冶煉金屬常用以下幾種方法：①以C或H2、CO作為還原劑還原法；②熱分解法；③電解法；④鋁熱法?，F(xiàn)冶煉下列金屬：Al、Mg、Cu、Hg、Mn，試標(biāo)明適宜的冶煉方法。Al：；Mg：；Cu：；Hg：；Mn：。③③①②④3、工業(yè)上常采用電解法冶煉的金屬是（）

A、FeB、CuC、AlD、Ag4、可用熱分解法就可能制得的金屬有（）

A.CuCrB.TiWC.AgHgD.NaAlCC6