2020-2021学年人教版必修2第4章第1节开发利用金属矿物和海水资源第1课时课件(30张)

合理利用金属矿物
【讨论与交流】 你能举例说明生活中回收金属的例子吗？
【提示】（1）废旧钢铁用于炼钢 ； （2）废铁屑用于制铁盐； （3）定影液用于回收银。
金属铝的回收与利用
一、金属的冶炼
二、铝热反应 三、金属的回收利用与资源保护
1.从金属被利用的历史来看，先是青铜器时代，而
后是铁器时代，铝的利用是近几百年的事。下列跟
金属的冶炼
高 炉 炼 铁
高炉炼铁反应原理:
Fe2O3＋3CO 高温 2Fe＋3CO2
金属的冶炼
【思考与讨论】自然界中绝大多数的金属是以化合态 的形式存在，怎样将它们转变为金属单质呢？ 【提示】在化合物中，金属元素都显正价态。将金属 从其化合物中还原出来，用于生产和制造各种金属材 料，这一过程在工业上称为金属的冶炼。
金属冶炼 的实质：
+ n e-
Mn+ 得电子，被还原 M
化合态
游离态
金属的冶炼
【阅读与思考】阅读教材，归纳金属冶炼的方法，并 思考，金属的冶炼方法与金属的活动性有何关系？
（1）热分解法。 适合一些不活泼金属（一般是金属活动性顺序表
中排在氢后的金属）
2HgO 2Ag2O
加热
2Hg＋O2↑
加热
4Ag＋O2 ↑
D．水溶液中置换法适用于较活泼金属制取不活泼金属
3.下列关于铝热反应2Al＋Fe2O3 法不正确的是
Al2O3＋2Fe的说
A．该反应中Al作还原剂
B．该反应中氧化产物与还原产物的物质的量比为
1∶2
√C．该反应中冶炼1 mol Fe转移2 mol电子
D．该反应可用于焊接钢轨
【提示】冶炼1 mol Fe转移3 mol电子。
4.中华民族有着光辉灿烂的发明史,下列发明创造不 涉及化学反应的是 A.用胆矾炼铜 B.用铁矿石炼铁 C.烧结粘土制陶瓷
√D.打磨磁石制指南针
5.有下列原料：①海水 ②石灰石 ③赤铁矿 ④铝土矿 ⑤焦炭 ⑥辰砂(硫化汞) (1) 工业冶炼用__电__解____方法制Al，其原料主要是 __④___（填序号，下同）。 (2)工业冶炼用_热__还__原___方法制Fe，其原料主要是 ___③_⑤___。 （3）工业冶用__热__分__解__方法制Hg，其原料主要是 ___⑥___。
（铝土矿)
降低氧化铝熔点
金属的冶炼
【多识一点】 由于早期炼铝十分困难，所以铝的价格十分昂贵，
一度超越金银之上，直至19世纪上半叶，铝还是欧洲 许多高级珠宝店的高档货。
自从美国青年化学家霍尔发明电解制铝法后，制铝 工艺不断改进，现在人们已经熟练掌握了从铝土矿（主 要成分是Al2O3）中冶炼铝的技术，使得制铝成本大大 下降，使铝走入千家万户。
古代炼丹家葛洪，曾经在他的著作《抱朴子》中记 载有“丹砂烧之成水银”，此处的丹砂为硫化汞。
金属的冶炼
（2）电解法。 适合一些非常活泼的金属（金属活动性顺序表中 Al及Al之前的金属）
电解
2NaCl(熔融)
2Na＋Cl2↑
电解
MgCl2(熔融)
Mg＋Cl2↑ 用氯化铝可以吗？
电解
2Al2O3(熔融) 冰晶石 4Al＋3O2↑
金属的冶炼
（3）热还原法。 适合大部分金属（金属活动性顺序表中 活动性介于Zn与Cu之间的金属）
2CuO + C
高温
2Cu + CO2↑
高温
Fe2O3 ＋ 3CO
2Fe ＋ 3CO2
WO3 + 3H2
高温
W + 3H2O
高炉炼铁 的反应
金属的冶炼
（4）其他方法。 湿法冶金——用活泼金属把不活泼的金 属从它的盐溶液中置换出来。 Fe + CuSO4 ==== Cu + FeSO4 Cu + 2AgNO3 ==== 2Ag + Cu(NO3)2 火法炼铜：
第四章 化学与自然资源的开发利用 第一节 开发利用金属矿物和海水资源
第1课时 金属矿物的开发利用
法国皇帝拿破仑三世每次宴会，让客人们用银 餐具，自己使用铝碗。他当时为什么不用高贵亮丽的 银碗，而用色泽要暗得多的铝碗呢？因为在200多年 前，冶炼金银已经有很长的历史，宫廷中的银器比比 皆是。可是，在那个时候，炼铝十分困难。所以，当 时铝是非常稀罕的东西，拿破仑让客人们用银餐具， 偏偏自己用铝碗，就是为了显示自己的高贵和尊严。
1．了解金属在自然界中的存在形式。 2．掌握金属的冶炼方法。(重点) 3．掌握铝热反应原理及实验。(重点) 4．了解金属回收和资源保护的意义。
体会课堂探究的乐趣， 汲取新知识的营养， 让我们一起 走 进 课 堂 吧！
金属的冶炼
游 离
金
银
铂
态
金 属 矿
陨
赤
铁
铁 矿
磁
铁 矿
铁
雀
矿
石
菱
金
这个先后顺序有关的是
①地壳中金属元素的含量 ②金属活动性顺序
③金属的导电性
④金属冶炼的难易程度
⑤金属的延展性 A.①③ B.②⑤
√ C.③⑤ D.②④
2.下列关于金属冶炼的说法不正确的是
A．热分解法适用于制备不活泼金属
B．热还原法的常用还原剂是C、H2、CO、Al等
√C．熔融电解法适用于制备不活泼金属
镁 矿
属
矿
铝
氯
土
化
矿
钠
黄 铜 矿
金属的冶炼
【思考与讨论】怎样获得游离态金属？ 【提示】用物理提取法（富集法），主要用于提取以游 离态存在的极不活泼金属,例如: 铂(Pt)、金(Au)等。
淘金
金属的冶炼
唐代诗豪刘禹锡在一千多年前有诗记载：
《浪淘沙》 ——刘禹锡
日照澄洲江雾开, 淘金女伴满江隈。 美人首饰侯王印, 尽是沙中浪底来。
铝热反应
铝热反应
镁条为引燃剂 氯酸钾为助燃剂
反应现象：镁条
剧烈燃烧，放出
大量的热，发出
耀眼的白光，纸
铝热剂
高温
Fe2O3 +2Al ====2Fe + Al2O3
漏斗的下部被烧 穿，有熔融物落 入蒸发皿。
铝热反应
铝热反应：铝粉与某些金属氧化物（如Fe2O3、MnO2、 Cr2O3、V2O5等）的混合物在高温下进行的反应。 铝热剂：铝粉与Fe2O3、MnO2、Cr2O3、V2O5等金属氧化 物的混合物称为铝热剂。
不是境况造就人，而是人造就境况。
合理利用金属矿物
【阅读与思考】阅读教材思考以下两个问题 1.合理开发和利用矿物资源，有效地使用金属产 品有何意义？ 【提示】（1）节约矿物资源；（2）节约能源； （3）减少环境污染。
2.合理开发和利用矿物资源，有效地使用金属产品 的主要途径有哪些？ 【提示】（1）提高金属矿物的利用率；（2）减少 金属的使用量；（3）加强金属资源的回收与再利用 （4）使用其他材料代替金属材料
高温
3MnO2 + 4Al ==== 3Mn + 2Al2O3
高温
Cr2O3 + 2Al ==== 2Cr + Al2O3
高温
3Co3O4+8Al === 9Co + 4Al2O3
铝热反应
【思考与交流】铝热反应有哪些实际应用？ 【提示】铝热反应的应用 焊接钢轨
冶炼难熔的金属
铝热反应
【及时巩固】 下列对铝热反应的说法错误的是( B ) A．铝热剂中还原剂是铝粉 B．铝热剂是纯净物 C．铝与Fe2O3可组成铝热剂 D．铝热反应是放热反应
高温
Cu2S + O2 ==== 2Cu + SO2
金属的冶炼
总结 金属活动性顺序表与金属的冶炼： 金属单质的还原性减弱，金属离子的氧化性增强
K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb (H) Cu Hg Ag Pt Au
电解法
热还原法
热分 物理 解法 方法
【及时巩固】
金属的冶炼
在冶金工业上，均能用化学还原剂制得的一组金属 是( C ) A．Na、Mg、Al B．Na、Zn、Fe C．Zn、Fe、Cu D．Mg、Al、Zn、Fe