自然资源的开发利用课件-高一化学人教版(2019)必修第二册

银
陨铁
化合态： 绝大多数金属以矿物质形式存在
陨铁：从外太空陨落到地面的含铁较多的陨石 或纯铁。陨铁的使用始于4500多年前
赤铁矿（Fe2O3）
磁铁矿（Fe3O4）
菱铁矿 （FeCO3）
黄铁矿 （FeS2）
铝土矿（Al2O3）
黄铜矿
（CuFeS2）
孔雀石 [CuCO3·Cu(OH)2]
菱镁矿 （MgCO3）
金属材料的发展和应用
知识梳理
人类使用金属材料的先后顺序
青铜时代
铁器时代
铝器时代
合金时代
马踏飞燕 (可能改名为铜奔马)沧州铁狮子来自铝制厨具合金汽车
金属材料的发展和应用
现阶段
知识梳理
01
02
03
铁年产量最大
铝年产量第二
铜年产量第三
知识梳理 二、金属的冶炼 定义： 将金属从其化合物中还原出来的过程，工业上称之为金属的冶炼。
思、议6分钟
自然资源分类与可持续发展目标
自然资源
土地与土壤资源 矿产资源 生物资源 水资源
植物、微生物、可降解塑料袋、 水资源、地热资源等
可再生资源
能源资源
不可再生资源
环境资源
可持续发展目标
金属矿产和非金属矿产(煤、石油、 天然气、土壤等)、核能等
新课导入
人们在生活和生产中使用的金属材料多为合金，它是由金属单质加工获得的。
金、铂在自然界以游离态存在，直接通过物理方法即可提取，如“沙土淘金”。
三、金属冶炼
②热分解法： 不活泼金属
知识梳理
③热还原法： 相对不活泼金属 常见的还原剂：C 、CO、H2、某些活泼金属Al 等 铝热反应
铝热反应
知识梳理
铝与某些难熔金属氧化物(如Fe2O3、Cr2O3、MnO2等)在高温条件下发生的置换反应称为铝热反应。
铝热反应 铝和金属氧化物在高温下发生剧烈反应并放出大量热的化学反应 铝热剂 铝粉 + 金属氧化物 (V2O5 Cr2O3 MnO2 FexOy) 引发操作 在铝热剂上放KClO3，插入镁条并将镁条点燃 反应特点 高温引发后即可发生，不用持续加热，放出大量的热 3000°C 反应应用 焊接钢轨，冶炼高熔点，且活泼型比铝差的金属
现象： 1、镁条剧烈燃烧 2、氧化铁与铝粉发生剧烈反应，放出大量的热，放出耀眼 的白光，火星四射 3、漏斗下部烧穿，有熔融物落入细沙中
原理： 铝热剂：铝粉 + 金属氧化物 (V2O5 Cr2O3 MnO2 FexOy等)
知识梳理
1、铝热反应需要高温条件，是否还需要持续加热？ 铝热反应为放热反应，放出的热可以维持反应继续进行，
因此不需要持续加热。
2、实验中，镁条、氯酸钾的作用是什么？引发反应的操作是什么？ 镁条是引燃剂，氯酸钾为助燃剂，点燃镁条，促使氯酸
钾分解，释放出氧气，使镁条更剧烈燃烧，单位时间内放出更 多热量，从而引发Al和Fe2O3发生反应。 3、蒸发皿中铺少量细沙的作用是什么？
一是防止蒸发皿炸裂，二是防止生成的熔融物溅出。 4、据反应原理，Fe2O3和Al的质量比为多少最好？
第八章 化学与可持续发展
第一节 自然资源的开发利用
第1课时
思维课堂 ➢ 阅读课本P98—99，完成下列问题： 1.什么是自然资源？可持续发展的目标指什么？ 2.金属元素在自然界以化合态还是游离态存在？ 3.金属冶炼指什么？ 4.为什么不同金属的冶炼方法不同？ 5.金属活动顺序与金属冶炼有什么关系？ 6.铝热反应？ 7.合理开发和利用金属矿物资源有哪些主要途径？
知识梳理
途径一
铝土矿中提取铝工艺路线
Al2O3 Fe2O3
加HCl后过 滤
SiO2
加NaOH后过滤
Al3+、Fe3+
SiO2
Al2O3+6HCl=2AlCl3+3H2O Fe2O3+6HCl=2FeCl3+3H2O
疑问：为什么不使用电解氯化铝来制备铝单质？
知识梳理
电解炼铝法的流程具体是什么样的呢？
知识梳理
示意图
提纯
铝土矿
铝的生产原理
氧化铝
萤石 CaF2
石油焦 沥青焦
制备 制备
冰晶石
Na3AlF6 六氟合铝酸钠
碳素电极
电解
液态铝
铝锭
氧化铝的熔点高(2050℃)，加入冰晶石(Na3AlF6 )能够溶解氧化铝而又能降低其熔点，而且 冰晶石在电解温度下不被分解，并有足够的流动性，有利于进行电解。
高压钠灯
那么人们是如何获得金属单质？金 属矿铜物导又线是如何开发和利用的铁呢锅？
多功能军工刀
不锈钢锅
钛合金羽毛球拍 镍合金门锁
钠钾合金
铂合金首饰
知识导航
1 金属矿物的开发利用 2 不同金属的冶炼方法
本节重点 本节难点
知识梳理
一、金属元素在自然界的存在
金
铂
铜
游离态： 少数不活泼金属 例： 金、铂 及少量铜、银、陨铁
Cu2(OH)2CO3==2CuO+CO2↑+H△ 2O
高温
2CuO+C==2Cu+CO2↑
知识梳理
④电解法： 非常活泼金属
通电
2NaCl (熔融)
2Na＋Cl2↑
MgCl2 (熔融) 通电 Mg＋Cl2↑
通电
2Al2O3 (熔融) 冰晶石 4Al + 3O2↑
近代1886年，美国大学生霍尔和法国大学生艾鲁独立研究电解制 铝。在实验中霍尔发现向氧化铝中加入冰晶石，可以将氧化铝熔化的 温度从2050℃降到950℃。这一创新使人类可以大规模的生产铝。
实质：
方法： 金属离子(Mn+)被还原的难易程度不同
或说，由于不同的金属离子得电子的能力不同,所以冶炼的方法不同。
K、Ca、Na、Mg、Al、 Zn、Fe、Sn、Pb、(H)、Cu、 Hg、Ag、Pt、Au
非常活泼的金属
中等活泼的金属
不活泼的金属
电解法、热还原法、热分解法、富集法。
知识梳理 三、金属冶炼的方法 ①富集法： 不活泼金属
3∶1或铝稍稍过量
知识梳理
反应特点：在高温下进行，反应迅速并放出大量的热，新生成的
金属单质呈熔融态且易与Al2O3(固态)分离。 ①焊接钢轨；
应用： ②定向爆破； ③冶炼熔点高的金属（如钨、钒、铬、锰等）
③热还原法总结
知识梳理
Na Mg Al Zn Fe Sn Pb Cu Hg Ag Pt Au
2Al＋Fe2O3高温 2Fe＋Al2O3
高温
4Al+ 3MnO2
2Al2O3＋3Mn
其他特殊还原法冶炼金属
知识梳理
Fe＋CuSO4===FeSO4＋Cu
① Cu2S＋O2=高==温==2Cu＋SO2
② 将孔雀石和焦炭混合加热炼铜。先将孔雀石[Cu2(OH)2CO3]加热分解成黑色固体、
水和二氧化碳三种氧化物，然后利用焦炭去高温还原获得金属铜