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探析
自然资源的开发利用
第1课时 金属矿物的开发
第八章 第一节
人教版化学 必修2
少数不活泼金属以游离态的形式存在
1. 金属在自然界的存在状态
金
银
金属矿物的开发利用
铂
金属矿物的开发利用
大多数金属以化合态的形式存在
黄铜矿
辉铜矿
闪锌矿
菱镁矿
孔雀石
方铅矿
1
2
3
我国5000多年前开始使用青铜器
3000多年前开始使用铁器
20世纪开始大量使用铝型材
与金属活动性顺序有关
金属矿物的开发利用
思考：为什么是按照这个顺序呢？
2. 金属矿物开发利用的历史
金属的冶炼
将金属从其化合物中还原出来，用于生产各种金属材料的过程。
1. 定义：
2. 原理：
Mn+(化合态) M(游离态)
+ne-
得到电子，被还原
用还原剂把金属矿石中的金属离子还原成单质。
思考：金属离子得电子的能力是否相同？与什么有关呢？
金属活动性顺序：
K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb (H) Cu Hg Ag Pt Au
单质失电子能力逐渐减弱，对应阳离子得电子能力逐渐增强
金属的冶炼
思考：如何从金属矿物中提炼金属呢？
金属的冶炼
3. 主要步骤：
矿石富集：除去杂质，提高矿石中有用成分含量。
冶炼：利用氧化还原反应，在一定条件下，把金属离子还原成单质。
精炼：采用一定方法，提炼金属。
金属的冶炼
（2）不活泼的金属——热分解法
2HgO 2Hg + O2↑
2Ag2O 4Ag + O2↑
汞和银，其阳离子得电子的能力强，可以直接用加热的方法将它们从其化合物中还原出来。
4. 冶炼方法：
（1）金、铂 —— 物理方法
金属的冶炼
(3) 非常活泼的金属——电解法
在金属活动性顺序中，排在前五的金属，其对应的金属阳离子氧化性很弱，很难得到电子，工业上常采用电解法冶炼。
MgCl2(熔融) ====Mg+Cl2↑
电解
电解
2NaCl(熔融) ==== 2Na+Cl2↑
2Al2O3(熔融) ==== 4Al+3O2↑
冰晶石
电解
Na3AlF6
助溶剂，降低
氧化铝的熔点
金属的冶炼
工业上冶炼Al时用Al2O3，因为Al2O3为离子化合物，而AlCl3为共价化合物，熔融态不能导电。
工业上冶炼Mg时用MgCl2，因为MgO虽为离子化合物但熔点很高，耗能太大。
电解法冶炼金属需为离子化合物
思考：为什么工业上炼铝不用AlCl3 ，而炼镁时不用MgO呢
金属的冶炼
（4）其他金属 —— 热还原法
其他金属对应的阳离子，得电子能力较强，常用热还原法冶炼。
常见还原剂：焦炭、一氧化碳、氢气
一些活泼金属也可作还原剂，将相对不活泼的金属从其化合物中置换出来。
金属的冶炼
Fe2O3+3CO ==== 2Fe + 3CO2 ↑
高温
CuO+H2 ==== Cu + H2O
高温
Fe+CuSO4 == FeSO4+Cu（湿法炼铜）
金属的冶炼
铝热反应
金属的冶炼
镁条剧烈燃烧，放出大量的热，发出耀眼白光，纸漏斗内剧烈反应，纸漏斗被烧穿，有熔融物落入沙中。
助燃剂
化学方程式： Fe2O3+2Al ==== 2Fe+Al2O3
高温
实验现象
镁条的作用
引燃剂
氯酸钾的作用
①利用铝热反应焊接钢轨。
②冶金工业中，冶炼钒、铬、锰等金属。
铝热反应的应用：
金属的冶炼
K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb (H) Cu Hg Ag Pt Au
金属的冶炼
小结：金属冶炼的方法
电解法
热还原法
常用还原剂：
C、CO、H2、Al
热分解法
物理
提取法
北宋科学家沈括在《梦溪笔谈》中写到：“信州铅山县有苦泉，流以为涧。挹其水熬之，则成胆矾，烹胆矾则成铜。熬胆矾铁釜，久之亦化为铜。”
唐代诗人刘禹锡在《浪淘沙九首》（之六）中有云：“日照澄洲江雾开，淘金女伴满江偎。美人首饰王侯印，尽是沙中浪底来。”
“以曾青涂铁，铁赤色如铜”——晋代的葛洪《抱朴子内篇·黄白》
思考：以下金属的冶炼中涉及了哪些金属的“冶炼”？
金属的冶炼
合理开发利用金属矿物
开发环保高效的冶炼方法；
提高金属矿物的利用率
防止金属腐蚀；
加强废旧金属回收和再利用；
寻找金属替代品。
合理开发和利用矿物资源:
课堂小结
金属的
存在形式
金属的
冶炼原理
金属的
冶炼方法
合理
开发利用
P4具有正四面体结构，PCl5中P—Cl键的键能为c kJ/mol，PCl3中P—Cl键的键能为1．2c kJ/mol。下列叙述正确的是(　　)
A．P—P键的键能大于P—Cl键的键能
B．可求Cl2(g)＋PCl3(g)===PCl5(s)的反应热ΔH
C．Cl—Cl键的键能为 kJ/mol
D．P—P键的键能为 kJ/mol
1．中国的炼丹术延续了一千多年，虽然人们梦想的长生不老之药没能制出，但炼丹家们却积累了丰富的经验。“金丹”卷中记述：“丹砂烧之成水银，积变又还成丹砂”。丹砂就是硫化汞，从中可以看出炼丹家们提取金属汞的方法是（ ）
A．热分解法 B．热还原法
C．置换法 D．淘取法
A
P4具有正四面体结构，PCl5中P—Cl键的键能为c kJ/mol，PCl3中P—Cl键的键能为1．2c kJ/mol。下列叙述正确的是(　　)
A．P—P键的键能大于P—Cl键的键能
B．可求Cl2(g)＋PCl3(g)===PCl5(s)的反应热ΔH
C．Cl—Cl键的键能为 kJ/mol
D．P—P键的键能为 kJ/mol
2．下列金属的冶炼方法中正确的是(　　)
A.电解氯化钠溶液冶炼金属钠
B.电解熔融的氯化铝冶炼金属铝
C.将铁粉与氧化镁混合加热冶炼镁
D.用一氧化碳还原氧化铁冶炼铁
D
内容内容内容
10．下列反应属于放热反应的是
A．煅烧石灰石制生石灰 B．煤的气化制水煤气
3.我国古代“药金”的冶炼方法是将炉甘石(ZnCO3)和赤铜矿(Cu2O)与木炭按一定的比例混合后加热至800 ℃，这种方法可炼出有金子般光泽的“药金”。下列叙述正确的是(　　)
A.“药金”实质上是铜锌合金
B.冶炼炉中炉甘石直接被木炭还原为锌
C.用王水可区别黄金和“药金”
D.用灼烧法不能区别黄金和“药金”
A
内容内容内容
10．下列反应属于放热反应的是
A．煅烧石灰石制生石灰 B．煤的气化制水煤气
4.金属锂是密度最小的金属，等质量的不同金属，锂可以释放出更多的电子，故常用来制造高性能电池。已知锂的金属性介于钠和镁之间，则冶炼金属锂应采用的方法是(　　)
A.电解法 B.热还原法
C.热分解法 D.铝热法
A
THANKS
谢谢聆听

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