開(kāi)發(fā)利用金屬礦物和海水資源第一課時(shí)

1第四章化學(xué)與自然資源的開(kāi)發(fā)利用第一節(jié)開(kāi)發(fā)利用金屬礦物和海水資源第1課時(shí)新課標(biāo)人教版高中化學(xué)課件系列化學(xué)必修22黃銅礦赤鐵礦鋁礦錳礦鎢礦鋅礦自然界礦物中的金屬元素存在形態(tài)?天然金Au天然鉑Pt金屬礦物的開(kāi)發(fā)利用3人類(lèi)最早發(fā)現(xiàn)和應(yīng)用的金屬金屬礦物的開(kāi)發(fā)利用4C+2CuO==CO2↑+2Cu高溫銅鏡漢武帝時(shí)銅幣先秦刀幣

銅是人類(lèi)第一種大量使用的金屬，結(jié)束了漫長(zhǎng)的“石器時(shí)代”。

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

＝2CuO+H2O+CO2↑孔雀石金屬礦物的開(kāi)發(fā)利用5這是英法聯(lián)軍洗劫焚毀世界建筑史上最杰出的園林——圓明園后，被劫掠到國(guó)外的珍貴文物——銅虎頭，2000年在香港被拍賣(mài)。由中國(guó)派員出高價(jià)將其贖回。記住我們的國(guó)恥：中國(guó)還有上百萬(wàn)件珍貴文物流失海外金屬礦物的開(kāi)發(fā)利用6人類(lèi)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(shuō)“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金屬礦物的開(kāi)發(fā)利用7一、金屬的冶煉人們?nèi)粘?yīng)用的金屬材料，多為合金或純金屬，這就需要把金屬?gòu)牡V石中提煉出來(lái)，這就是人們常說(shuō)的金屬的冶煉。1.金屬冶煉的實(shí)質(zhì)利用氧化還原反應(yīng)，使金屬化合物中的金屬陽(yáng)離子得到電子變成金屬原子。即：Mn++ne-M想一想:要使金屬礦物轉(zhuǎn)化為金屬單質(zhì),金屬元素的化合價(jià)如何變化,發(fā)生什么反應(yīng)?金屬礦物的開(kāi)發(fā)利用8結(jié)論：①金屬位置越靠后，越易被還原，用一般的還原方法即可；

②金屬位置越靠前，越難被還原，要用較強(qiáng)的還原手段來(lái)還原金屬活動(dòng)性順序大約100多年前大約2500年前大約4000年前KCaNaMgAlZnFeSnPb(H)CuHgAgPtAu金屬礦物的開(kāi)發(fā)利用9金屬活動(dòng)性順序KCaNaMgAlZnFeSnPb(H)CuHgAgPtAu金屬活動(dòng)性由強(qiáng)逐漸減弱(1)熱分解法(2)熱還原法(3)電解法二、金屬冶煉的方法的選擇快速閱讀課本88頁(yè)內(nèi)容，找出金屬冶煉有多少種方法，分別是什么？適用于金屬活動(dòng)順序表中的哪些金屬?要根據(jù)金屬的活動(dòng)性順序不同，采取不同的冶煉方法金屬礦物的開(kāi)發(fā)利用10（1）熱分解法練習(xí):寫(xiě)出HgO、Ag2O受熱分解的化學(xué)方程式（適用Hg及其以后的不活潑金屬）KCaNaMgAlZnFeSnPb(H)CuHgAgHgAg2HgO＝2Hg+O2↑△2Ag2O＝4Ag+O2↑△金屬礦物的開(kāi)發(fā)利用11（2）熱還原法

適用于金屬活動(dòng)性順序表中的中間的多數(shù)金屬。它是金屬冶煉的常用方法。常用的還原劑有：活潑金屬、CO、H2、C(焦炭)KCaNaMgAlZnFeSnPb(H)CuHgAgZnFeSnPb(H)Cu金屬礦物的開(kāi)發(fā)利用12濕法煉銅:Fe+CuSO4＝FeSO4+Cu火法煉銅:Cu2S+O2＝2Cu+SO2高溫金屬礦物的開(kāi)發(fā)利用13實(shí)驗(yàn)4-1鋁熱反應(yīng)金屬礦物的開(kāi)發(fā)利用142Al+Fe2O32Fe+Al2O3高溫反應(yīng)現(xiàn)象：鎂條劇烈燃燒，發(fā)出耀眼的白光，紙漏斗內(nèi)劇烈反應(yīng)，紙漏斗被燒穿，有熔融物落入沙中，沙子上落有黑色鐵珠。鋁熱劑：鋁與氧化鐵的混合物鎂條為引燃劑氯酸鉀為助燃劑金屬礦物的開(kāi)發(fā)利用15鋁熱反應(yīng)的應(yīng)用

鋁熱反應(yīng)的原理可以應(yīng)用在生產(chǎn)上，如用于焊接鋼軌。在冶金工業(yè)上也常用這一反應(yīng)原理，使鋁與金屬氧化物反應(yīng)，冶煉鈷、鉻、錳等。金屬礦物的開(kāi)發(fā)利用16請(qǐng)寫(xiě)出MnO2、Cr2O3分別與Al反應(yīng)的化學(xué)方程式。結(jié)論：鋁也是還原劑，在一定的條件下與某些金屬氧化物反應(yīng)，把其中的金屬還原成單質(zhì)。所以一些活潑的金屬也可作還原劑。鋁＋某些金屬氧化物Al2O3＋金屬高溫3MnO2+4Al===3Mn+2Al2O3高溫Cr2O3+2Al===2Cr+Al2O3高溫金屬礦物的開(kāi)發(fā)利用17⑶電解法在金屬活動(dòng)性順序中，K、Na、Ca、Al等幾種金屬的還原性很強(qiáng)，這些金屬的陽(yáng)離子難得電子，因此不能用一般的方法和還原劑使其從化合物中還原出來(lái)，而只能用通電分解其熔融鹽或氧化物的方法來(lái)冶煉。KCaNaMgAlZnFeSnPb(H)Cu

HgAgPtAuKCaNaMgAl金屬礦物的開(kāi)發(fā)利用182NaCl(熔融)═2Na+Cl2↑電解金屬礦物的開(kāi)發(fā)利用19練習(xí):

寫(xiě)出電解MgCl2、Al2O3的化學(xué)方程式MgCl2

═Mg+Cl2↑電解(熔融)2Al2O3═4Al+3O2↑電解(熔融)冰晶石金屬礦物的開(kāi)發(fā)利用20鎂在地殼中含量只有鋁的四分之一，而且鎂比鋁更加活潑，所以要想礦物質(zhì)中獲取鎂，代價(jià)比鋁更高。海洋中含有大量的氯化鎂，海水又咸又苦。咸是因?yàn)楹新然c，苦是因?yàn)楹新然V，同樣道理，粗鹽易潮解是因?yàn)槠渲泻休^多的氯化鎂，而氯化鎂易吸水。據(jù)估算，假如每年從海水中提取1億噸鎂再過(guò)一百萬(wàn)年，海水中鎂的含量也只會(huì)從目前的0.13%降低到0.12%，即只減少了萬(wàn)分之一?？芍^取之不盡，用之不竭。金屬礦物的開(kāi)發(fā)利用21(1)途徑提高金屬礦物的利用率減少金屬的使用量加強(qiáng)金屬資源的回收和再利用使用其他材料代替金屬材料何為自然資源與可持續(xù)發(fā)展。如何合理利用礦物資源，堅(jiān)持可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略？(2)意義節(jié)約礦物資源節(jié)約能源減少環(huán)境污染閱讀教材P89最后一段閱讀教材P88資料卡片金屬礦物的開(kāi)發(fā)利用22金屬的回收和環(huán)境保護(hù)回收金屬的意義：（1）節(jié)約礦物資源（2）節(jié)約能源（3）減少環(huán)境污染金屬鋁的回收與利用金屬礦物的開(kāi)發(fā)利用23表4-1常見(jiàn)金屬的冶煉原理金屬冶煉原理FeFe2O3+3CO===2Fe+3CO2(高爐煉鐵)Fe2O3+2Al===2Fe+Al2O3(鋁熱法煉鐵)高溫高溫CuCu2S+O2===2Cu+SO2(火法煉銅)Fe+CuSO4===FeSO4+Cu(濕法煉銅)高溫MgMgO+C===Mg+CO↑MgCl2(熔融)===Mg+Cl2↑高溫Al2Al2O3(熔融)===4Al+3O2↑電解冰晶石Na2NaCl(熔融)===2Na+Cl2↑電解電解金屬礦物的開(kāi)發(fā)利用24KCaNaMgAlZnFeSnPb(H)CuHgAgPtAu金屬單質(zhì)的還原性減弱，金屬離子的氧化性增強(qiáng)電解法熱還原法熱分解法物理提取法金屬活動(dòng)性順序與金屬的冶煉方法小結(jié)(1)為什么不同的金屬的冶煉方法不同?(2)為什么人類(lèi)使用鐵器比使用銅器晚?金屬礦物的開(kāi)發(fā)利用25練習(xí)1、下列各種冶煉方法中，可以制得相應(yīng)金屬的是（）A、加熱氧化鋁B、加熱碳酸鈣C、電解熔融氯化鈉D、氯化鈉與鋁粉高溫共熱2、根據(jù)金屬在金屬活動(dòng)順序表中的位置及性質(zhì)，推測(cè)制取下列金屬最適宜的方法：①Na

②Zn

③Hg

④Au

C電解法加熱還原法加熱分解法物理提取法金屬礦物的開(kāi)發(fā)利用263、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顳、把電能轉(zhuǎn)變?yōu)榛瘜W(xué)能4、工業(yè)上常采用電解法冶煉的金屬是（）