金屬礦物的開發(fā)利用教學(xué)課件 2023-2024學(xué)年高一下學(xué)期化學(xué)人教版（2019）必修第二冊(cè)

第八章化學(xué)與可持續(xù)發(fā)展第一節(jié)自然資源的開發(fā)利用第1課時(shí)

金屬礦物的開發(fā)利用傾聽歷史的聲音：10000年前商周、春秋戰(zhàn)國(guó)西漢石器時(shí)代青銅器時(shí)代鐵器時(shí)代人類歷史在某種意義上就是一部金屬冶煉史，人類冶煉金屬的年代如圖所示，你發(fā)現(xiàn)了什么規(guī)律？為什么人類先使用的是銅器，而不是鐵器？結(jié)論：金屬的冶煉與金屬的存在、活潑性有關(guān)。鎂鋁合金近現(xiàn)代一、金屬在自然界中的存在金屬的存在游離態(tài)化合態(tài)極少數(shù)的不活潑金屬(金、鉑等)絕大多數(shù)金屬以化合物的形式存在將金屬?gòu)钠浠衔镏羞€原出來，用于生產(chǎn)各種金屬材料，這一過程在工業(yè)上稱為金屬的冶煉。1、定義：2、實(shí)質(zhì)：二、金屬的冶煉

NaMgAlZnFeSnPbCuHgAgPtAu金屬單質(zhì)活潑性逐漸減弱

NaMgAlZnFeSnPbCuHgAgPtAu金屬陽離子氧化性逐漸增強(qiáng)結(jié)論：金屬越不活潑，越容易被還原出來。金屬的活潑性不同，采用的還原方法不一樣。Mn++

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M還原三、金屬的冶煉方法：（一）物理富集：適合極不活潑金屬，如Pt、Au《浪淘沙.其八》-劉禹錫莫道讒言如浪深，莫言遷客似沙沉。千淘萬漉雖辛苦，吹盡狂沙始到金。

K

Ca

Na

Mg

Al

Zn

Fe

Sn

Pb

(H)Cu

Hg

Ag

Pt

Au

1、熱分解法：適合一些不活潑金屬，如汞和銀。（丹砂、朱砂）HgS2Hg+S↑（二）化學(xué)方法古詩詞：丹砂燒之成水銀，積變又還成丹砂一一葛洪《抱樸子》。K

Ca

Na

Mg

Al

Zn

Fe

Sn

Pb

(H)Cu

Hg

Ag

Pt

Au人類冶煉銅的發(fā)展歷程：濕法煉銅：Fe＋CuSO4=FeSO4＋Cu信州鉛山縣有苦泉，流以為澗。其水熬之，則成膽礬，烹膽礬則成銅。熬膽礬鐵釜，久之異化為銅。——沈括《夢(mèng)溪筆談》火法煉銅：用礦(硫化礦，主要成分為Cu2S)二百五十籮……入大旋風(fēng)爐，連烹(灼燒)三日三夜，方見成銅——明·陸容《菽園雜記》。古代煉銅：

2、熱還原法：適用于大部分金屬常用還原劑：C、CO、H2

、活潑金屬如Al等K

Ca

Na

Mg

Al

Zn

Fe

Sn

Pb

(H)Cu

Hg

Ag

Pt

Au鋁熱反應(yīng)鋁和金屬氧化物在高溫下發(fā)生劇烈反應(yīng)并放出大量熱的化學(xué)反應(yīng)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：鎂條劇烈燃燒，放出大量的熱，發(fā)出耀眼白光，紙漏斗的下部被燒穿，有熔融物落入細(xì)沙中。原理：Fe2O3+2Al===2Fe+Al2O3高溫鋁熱反應(yīng)鎂條為引燃劑氯酸鉀為助燃劑鋁熱劑Fe2O3+2Al===2Fe+Al2O3高溫其它鋁熱反應(yīng)3MnO2+4Al===3Mn+2Al2O3高溫Cr2O3+2Al===2Cr+Al2O3高溫3Co3O4+8Al===9Co+4Al2O3高溫應(yīng)用冶煉熔點(diǎn)較高且比鋁不活潑的金屬（如鎢、釩、鉻、錳等）焊接鋼軌

由于鋁的化學(xué)性質(zhì)比較活潑，早期煉鋁十分困難，所以鋁的價(jià)格十分昂貴，甚至比黃金還珍貴。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。1886年，在鋁的歷史上又是一個(gè)里程碑。這一年美國(guó)的大學(xué)生霍爾和法國(guó)大學(xué)生埃羅，都各自獨(dú)立地研究出電解制鋁法?，F(xiàn)在人們已經(jīng)熟練掌握了從鋁土礦（主要成分是Al2O3，當(dāng)然還是有很多其它雜質(zhì)的）中冶煉鋁的技術(shù)了，使得制鋁成本大大下降，鋁的價(jià)格也一降千丈，走入千家萬戶。你不知道的小知識(shí)：曾經(jīng)的鋁這么值錢！3、電解法：MgCl2（熔融）===Mg+Cl2↑電解電解2Al2O3（熔融）===4Al+3O2↑冰晶石電解2NaCl（熔融）===2Na+Cl2↑降低熔點(diǎn)(1)工業(yè)上為什么常用電解熔融MgCl2的方法生產(chǎn)金屬鎂,而不用電解MgO的方法生產(chǎn)鎂?(2)工業(yè)上為什么常用電解Al2O3冰晶石熔融混合物的方法生產(chǎn)金屬鋁,而不用電解AlCl3的方法生產(chǎn)鋁?

MgO熔點(diǎn)比MgCl2高很多，熔融時(shí)消耗的能量大因?yàn)锳lCl3是共價(jià)化合物，熔融狀態(tài)下不導(dǎo)電。故冶煉金屬鋁是用電解熔融Al2O3的方法。加入冰晶石(Na3AlF6)，以降低熔化溫度?！舅伎肌课镔|(zhì)MgCl2MgOAlCl3Al2O3熔點(diǎn)/℃714285219020544.閱讀歷史文獻(xiàn)記載，總結(jié)下列有關(guān)金屬的冶煉方法朝代利用礦物

歷史記載的材料冶煉方法夏朝

金礦“千淘萬漉雖辛苦，吹盡狂沙始到金”東晉硫化汞礦煉丹家葛洪《抱樸子》“丹砂（HgS）燒之成水銀”。西漢硫酸銅礦西漢劉安《淮南萬畢術(shù)》“曾青得鐵則化為銅”。商朝孔雀石礦西漢賈誼《鵬鳥賦》且夫天地為爐兮，造化為工；陰陽為炭兮，萬物為銅。戰(zhàn)國(guó)

赤鐵礦《秋浦歌》爐火照天地，紅星亂紫煙。物理富集法熱分解法濕法煉銅熱還原法熱還原法金屬活動(dòng)性順序KCaNaMgAlZnFeSnPb(H)CuHgAgPtAu金屬冶煉的方法電解法熱還原法熱分解法富集法▲金屬的回收和資源保護(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。四.金屬的回收和資源保護(hù)

從礦石中冶煉鐵的基本過程：赤鐵礦(Fe2O3)磁鐵礦(Fe3O4)菱鐵礦(FeCO3)

黃鐵礦(FeS2)選礦冶煉精煉應(yīng)用預(yù)處理干法熱還