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)利用第一課時 金屬礦物的開發(fā)利用
黃銅礦(CuFeS2)
鋁土礦 (Al2O3)
一、金屬元素在自然界中的存在形式
人們在生活和生產(chǎn)中使用的金屬材料多為合金，它是由金屬單質(zhì)加工獲得的。那么人們是如何獲得金屬單質(zhì)？金屬礦物又是如何開發(fā)和利用的呢？
采礦→礦石富集→金屬冶煉→精煉
將金屬從其化合物中還原出來的過程，工業(yè)上稱之為金屬的冶煉
在一定條件下,用還原的方法，使金屬化合物中的金屬離子得到電子變成金屬原子。
除雜,提高礦石中有用成分的含量
如圖表示金屬活動性順序表中銅、錫、鐵和鋁元素被人類大規(guī)模開發(fā)利用的大致年限。
金屬的活動性越弱，人類開發(fā)、利用它的時間越早；
金屬的活動性越強(qiáng)，人類開發(fā)、利用它的時間越遲。
地殼中鋁的含量比鐵和銅高，但是鋁使用的時間卻遠(yuǎn)遠(yuǎn)晚于銅和鐵，這是為什么呢？
金屬越活潑,冶煉時所需條件要求越高,在人類歷史上出現(xiàn)相對晚一些。
金屬越不活潑,冶煉的方法越簡單,人們使用的時間越早,所以有青銅、鐵器等時代的發(fā)展歷程。
Na Mg Al Zn Fe Sn Pb Cu Hg Ag Pt Au
金屬活動性逐漸減弱 金屬陽離子得電子能力：弱 →強(qiáng)
閱讀課本P98總結(jié)金屬冶煉常用的方法
適用范圍：很活潑的金屬
Na3AlF6 作用：助熔劑，可以降低氧化鋁的熔化所需的溫度
Na Mg Al Zn Fe Sn Pb Cu Hg Ag Pt Au
1、為什么電解熔融MgCl2,而不用MgO?
2、為什么電解Al2O3,而不用AlCl3?
3、電解法制備此類金屬，能否在水溶液中進(jìn)行?
MgO的熔點(diǎn)遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于MgCl2的熔點(diǎn)，電解熔融狀態(tài)的MgO需要更高的溫度，消耗更多的能量，對條件、設(shè)備的要求更高，會增加生產(chǎn)成本。
因?yàn)槁然XAlCl3是共價化合物，熔融狀態(tài)以分子形式存在，沒有自由移動的離子，不發(fā)生電離，無法進(jìn)行電解。
因?yàn)榇祟惤饘俚幕顒有詮?qiáng)，能夠與水反應(yīng)，置換出水中的氫，從而得不到此類金屬的單質(zhì)。
適用范圍：活潑或較活潑的金屬
注意點(diǎn)：①“熔融” 而不是水溶液中②必須是離子化合物，共價化合物熔融不導(dǎo)電。氯化鋁AlCl3是共價化合物。
適用范圍：中等活潑的金屬
常見還原劑：焦炭、CO、H2、活潑金屬Al等
1、鎂條劇烈燃燒，發(fā)出耀眼白光
鎂條是引燃劑，氯酸鉀為助燃劑，
2、漏斗內(nèi)劇烈反應(yīng)，放出大量的熱，火星四射
3、紙漏斗的下部被燒穿，有紅熱熔融物落入沙中，冷卻后變?yōu)楹谏腆w
點(diǎn)燃鎂條，促使氯酸鉀分解，釋放出氧氣，使鎂條更劇烈燃燒，單位時間內(nèi)放出更多熱量，從而引發(fā)Al和Fe2O3發(fā)生反應(yīng)。
鋁是還原劑，金屬氧化物為氧化劑，
鋁粉 + 金屬氧化物 (V2O5/Cr2O3/MnO2/FexOy等)
用金屬鋁做還原劑，冶煉活動性不如鋁且“高熔點(diǎn)”的金屬（Cu、Fe、V、Cr、Mn等）
鋁與某些難熔金屬氧化物在高溫條件下發(fā)生的置換反應(yīng)
注意：利用鋁熱反應(yīng)不能冶煉活動性比Al強(qiáng)的金屬，比如Mg , Na 等。
冶煉高熔點(diǎn)，且活動性比鋁差的金屬
2、完成Cu2(OH)2CO3和木炭加熱制備金屬銅的方程式。
1、濃硫酸為什么可以干燥CO、H2？
因?yàn)闈饬蛩嵊形?，并且濃硫酸不與氫氣和一氧化碳反應(yīng)。
Fe＋CuSO4=== FeSO4＋Cu
明代《天工開物》記載“火法”冶煉鋅：“爐甘石十斤，裝載入一泥罐內(nèi)，…然后逐層用煤炭餅墊盛，其底鋪薪，發(fā)火煅紅，…冷定，毀罐取出，…，即倭鉛也”（注：爐甘石的主要成分為碳酸鋅，泥罐中摻有煤炭）
倭鉛（wō qiān），鋅的古稱。
鋅的熔點(diǎn)420℃，沸點(diǎn)為906℃
古代煉丹術(shù)士葛洪的《抱樸子》中“丹砂燒之成水銀”
適用范圍：不活潑的金屬
金在自然界中以游離態(tài)存在。
適用范圍：很不活潑的金屬
“沙里淘金”有詩為證：“千淘萬漉雖辛苦，吹盡狂沙始到金”
難揮發(fā)性物質(zhì)制備易揮發(fā)性的物質(zhì)
利用的是K的沸點(diǎn)低，以氣體形式逸出反應(yīng)體系，平衡不斷移動至反應(yīng)完全。
Cu + 2AgNO3 === 2Ag + Cu(NO3)2
已知工業(yè)上真空煉銣的反應(yīng)方程如下：2RbCl + Mg === MgCl2 + 2Rb(g) 對此反應(yīng)能夠進(jìn)行的正確解釋是（　 　）A．銣比鎂的金屬性弱 B．MgCl2的熱穩(wěn)定性比RbCl弱C．銣的沸點(diǎn)比鎂低，把銣的蒸氣抽走后，平衡向正反應(yīng)方向移動D．高溫下Mg2+得電子能力比Rb+弱
從自然界中獲得金屬單質(zhì)，是否都必須發(fā)生氧化還原反應(yīng)？
否。有些金屬單質(zhì)化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，如金、鉑等，在自然界中主要以游離態(tài)形式存在，獲得這些金屬就不需要發(fā)生氧化還原反應(yīng)，用富集的方法就可以，如淘金。
上述過程中①、②反應(yīng)的離子方程式分別為① ； 。② ；
流程題專項(xiàng)練習(xí)（分別酸溶法、堿溶法由鋁土礦制備鋁）
鋁土礦的主要成分是Al2O3和SiO2、Fe2O3等。因此從鋁土礦中提取Al2O3的流程可以設(shè)計成兩種方案。
1、酸溶法的工藝流程：
Al2O3＋6H＋===2Al3＋＋3H2O
Fe2O3＋6H＋===2Fe3＋＋3H2O
AlO2-＋2H2O＋CO2===Al(OH)3↓＋HCO3-
上述過程中①、②反應(yīng)的離子方程式分別為① ； 。 ② 。③的化學(xué)方程式 。
2、堿溶法的工藝流程：
Al2O3＋2OH－ === 2AlO2-＋H2O
Al 3＋＋3NH3·H2O === Al(OH)3↓＋3NH4+
SiO2＋2OH－=== SiO32-＋H2O
鋁土礦的主要成分是Al2O3和SiO2、Fe2O3等。
(1)_________________________；(2)開發(fā)環(huán)保高效的金屬冶煉方法；(3)________________________；(4)___________________________；(5)使用其他材料代替金屬材料。
提高金屬礦物的利用率
加強(qiáng)廢舊金屬的回收和再利用
三、合理開發(fā)和利用金屬資源的原因及途徑
（1）資源有限且分布不均
（2）金屬的冶煉消耗許多能量
（3）金屬冶煉造成環(huán)境污染
（4）金屬腐蝕造成大量損失
閱讀課本P99第一自然段思考：為什么要合理開發(fā)和利用金屬礦物資源？如何有效利用金屬礦物?
啟示1:從鋁土礦制鋁消耗的能量要遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于回收鋁質(zhì)飲料罐得到鋁消耗的能量，可知在實(shí)際生產(chǎn)過程中必須考慮投入與產(chǎn)出，要考慮成本。
啟示2:加強(qiáng)度舊金屬的回收和再利用是合理開發(fā)和利用金屬資源的重要途徑。要樹立金屬垃圾也是一種寶貴資源的理念。在日常生活中，要大力倡導(dǎo)金屬垃圾的分類回收和再利用，養(yǎng)成自覺珍惜自然資源、節(jié)約資源、愛惜環(huán)境和保護(hù)環(huán)境的意識。
啟示3:實(shí)際工業(yè)生產(chǎn)中，從金屬礦物到純凈金屬的冶煉過程是一個復(fù)雜的過程，往往涉及許多其他物質(zhì)和反應(yīng)，在得到所需產(chǎn)品的同時，也會產(chǎn)生廢棄物。因此必須考慮廢棄物的處理和生產(chǎn)對環(huán)境的影響，形成綠色化學(xué)觀念和可持續(xù)發(fā)展意識。
閱讀并分析課本P99思考與討論，你有何啟示？
1.列說法錯誤的是(　　 )A.對廢舊金屬的最好處理方法是回收、再利用B.提煉金屬要經(jīng)過礦石的富集、冶煉、精煉三步C.活潑金屬的冶煉都是通過電解其鹽溶液D.熱還原法中還原劑有焦炭、一氧化碳、氫氣和活潑金屬等
2.工業(yè)上冶煉金屬一般用熱分解法、熱還原法和電解法。你認(rèn)為選擇方法的主要依據(jù)是（ ）A.金屬在自然界的存在形式B.金屬元素在地殼中的含量C.金屬熔點(diǎn)高低D.金屬陽離子得電子的能力
3.已知一些金屬的發(fā)現(xiàn)和使用與其金屬活動性有著必然的聯(lián)系。據(jù)此推測，下列事件發(fā)生在鐵器時代之前的是（ ）A.金屬鈉的使用 B.青銅器的大量使用C.海水提鎂 D.鋁熱法制鉻
4.在冶金工業(yè)上,①均能用熱還原法制得的一組金屬是(　　)。Na、Mg、Al B. Na、Zn、Fe C. Zn、Fe、Cu D. Mg、Al、Zn、Fe
②常采用電解法冶煉的金屬是（ ）A.Fe B.Cu C.Al D.Ag
③可用熱分解法就可能制得的金屬有（ ）A. Cu Zn B. Ca K C. Ag Hg D. Na Al
5.在熔融狀態(tài)下可用Na與KCl反應(yīng)制金屬K，Na+ KCl === K + NaCl。調(diào)整合適的溫度，可以分離出K單質(zhì)。已知四種物質(zhì)的熔、沸點(diǎn)如下：
根據(jù)上表數(shù)據(jù)，用Na與KCl反應(yīng)制K的適宜溫度是(　　)A．97.8～770 ℃ B．770～774 ℃ C．774～882.9 ℃ D．1 413～1 500 ℃

相關(guān)課件

高中化學(xué)人教版 (2019)必修 第二冊第一節(jié) 自然資源的開發(fā)利用課文ppt課件：

這是一份高中化學(xué)人教版 (2019)必修 第二冊第一節(jié) 自然資源的開發(fā)利用課文ppt課件，共28頁。PPT課件主要包含了發(fā)現(xiàn)與思考等內(nèi)容，歡迎下載使用。

必修 第二冊第一節(jié) 自然資源的開發(fā)利用教學(xué)ppt課件：

這是一份必修 第二冊第一節(jié) 自然資源的開發(fā)利用教學(xué)ppt課件，共32頁。PPT課件主要包含了第八章介紹，素養(yǎng)要求，當(dāng)堂練習(xí)等內(nèi)容，歡迎下載使用。

人教版 (2019)必修 第二冊第一節(jié) 自然資源的開發(fā)利用集體備課ppt課件：

這是一份人教版 (2019)必修 第二冊第一節(jié) 自然資源的開發(fā)利用集體備課ppt課件，共16頁。PPT課件主要包含了金屬的存在，游離態(tài)，化合態(tài)，AgPt等，赤鐵礦，藍(lán)銅礦，赤銅礦，鉛鋅礦，金屬礦物，金屬的冶煉方法等內(nèi)容，歡迎下載使用。

英語朗讀寶

相關(guān)課件 更多

高中化學(xué)人教版 (2019)必修 第二冊第一節(jié) 自然資源的開發(fā)利用教學(xué)演示課件ppt

高中化學(xué)人教版 (2019)必修 第二冊第一節(jié) 自然資源的開發(fā)利用教學(xué)演示課件ppt
人教版 (2019)必修 第二冊第一節(jié) 自然資源的開發(fā)利用教學(xué)課件ppt

人教版 (2019)必修 第二冊第一節(jié) 自然資源的開發(fā)利用教學(xué)課件ppt
高中化學(xué)人教版 (2019)必修 第二冊第一節(jié) 自然資源的開發(fā)利用優(yōu)質(zhì)課件ppt

高中化學(xué)人教版 (2019)必修 第二冊第一節(jié) 自然資源的開發(fā)利用優(yōu)質(zhì)課件ppt
人教版 (2019)必修 第二冊第八章 化學(xué)與可持續(xù)發(fā)展第一節(jié) 自然資源的開發(fā)利用課文內(nèi)容ppt課件

人教版 (2019)必修 第二冊第八章 化學(xué)與可持續(xù)發(fā)展第一節(jié) 自然資源的開發(fā)利用課文內(nèi)容ppt課件
資料下載及使用幫助
版權(quán)申訴
版權(quán)申訴
若您為此資料的原創(chuàng)作者，認(rèn)為該資料內(nèi)容侵犯了您的知識產(chǎn)權(quán)，請掃碼添加我們的相關(guān)工作人員，我們盡可能的保護(hù)您的合法權(quán)益。
入駐教習(xí)網(wǎng)，可獲得資源免費(fèi)推廣曝光，還可獲得多重現(xiàn)金獎勵，申請 精品資源制作， 工作室入駐。
版權(quán)申訴二維碼
高中化學(xué)人教版 (2019)必修 第二冊電子課本

第一節(jié) 自然資源的開發(fā)利用

版本： 人教版 (2019)

年級： 必修 第二冊

切換課文
  • 課件
  • 教案
  • 試卷
  • 學(xué)案
  • 更多
所有DOC左下方推薦
歡迎來到教習(xí)網(wǎng)
  • 900萬優(yōu)選資源，讓備課更輕松
  • 600萬優(yōu)選試題，支持自由組卷
  • 高質(zhì)量可編輯，日均更新2000+
  • 百萬教師選擇，專業(yè)更值得信賴
微信掃碼注冊
qrcode
二維碼已過期
刷新

微信掃碼，快速注冊

手機(jī)號注冊
手機(jī)號碼

手機(jī)號格式錯誤

手機(jī)驗(yàn)證碼 獲取驗(yàn)證碼

手機(jī)驗(yàn)證碼已經(jīng)成功發(fā)送，5分鐘內(nèi)有效

設(shè)置密碼

6-20個字符，數(shù)字、字母或符號

注冊即視為同意教習(xí)網(wǎng)「注冊協(xié)議」及「隱私條款」
QQ注冊
手機(jī)號注冊
微信注冊

注冊成功

返回
頂部