资源简介

(共30张PPT)
第八章
第一节 自然资源的开发利用
第一课时
金属矿物的开发和利用
新人教版 化学 必修第二册
目录
01
02
03
金属的冶炼
金属矿物的开发和利用
金属元素的存在形态
01
一、金属元素的存在形态
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一、金属元素在自然界的存在形态
金矿
黄铜矿
（CuFeS2）
赤铁矿
铝土矿（Al2O3）
黄铁矿（FeS2）
孔雀石
菱镁矿
（MgCO3）
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一、金属元素的存在形态
01
二、金属的冶炼
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二、金属的冶炼
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
得电子，被还原
Mn+ M
+ne-
正价
0价
1.定义
2.实质
3.方法
K Ca Na Mg Al︱Zn Fe Sn Pb (H) Cu ︱ Hg Ag ︱Pt Au
电解法
热还原法
热分解法
富集法
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二、金属的冶炼
3.冶炼的方法
K Ca Na Mg Al︱Zn Fe Sn Pb (H) Cu ︱ Hg Ag ︱Pt Au
电解法
热还原法
热分解法
富集法
Na：
Mg:
Al:
2NaCl (熔融) 2Na ＋ Cl2 ↑
电解
MgCl2 (熔融) Mg ＋ Cl2 ↑
电解
2Al2O3 (熔融) 4Al ＋3O2 ↑
电解
冰晶石
Na3AlF6 降低
氧化铝的熔点
为什么不用电解熔融AlCl3？
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二、金属的冶炼
AlCl3是共价化合物，熔融状态不能电离出阴阳离子，不导电
为什么不用电解熔融AlCl3？
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二、金属的冶炼
3.冶炼的方法
K Ca Na Mg Al︱Zn Fe Sn Pb (H) Cu ︱ Hg Ag ︱Pt Au
电解法
热还原法
热分解法
富集法
Fe：
Cu:
（高炉炼铁）
（铝热反应）
Fe2O3+3CO === 2Fe + 3CO2 ↑
高温
2Al＋Fe2O3 2Fe＋Al2O3
高温
CuO+H2 === Cu + H2O
高温
镁条剧烈燃烧；铝热剂发生剧烈的反应；反应放出大量的热，并发出耀眼的白光；纸漏斗的下部被烧穿，有熔融物落入沙子中
二、金属的冶炼
铝热反应
2Al＋Fe2O3 2Fe＋Al2O3
高温
沙
镁条剧烈燃烧；铝热剂发生剧烈的反应；反应放出大量的热，并发出耀眼的白光；纸漏斗的下部被烧穿，有熔融物落入沙子中
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二、金属的冶炼
4Al＋3MnO2 3Mn＋2Al2O3
高温
铝热反应
2Al＋Cr2O3 2Cr＋Al2O3
高温
10Al＋3V2O5 6V＋5Al2O3
高温
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二、金属的冶炼
3.冶炼的方法
K Ca Na Mg Al︱Zn Fe Sn Pb (H) Cu ︱ Hg Ag ︱Pt Au
电解法
热还原法
热分解法
富集法
Hg：
Ag:
2HgO === 2Hg + O2 ↑
加热
2Ag2O === 4Ag + O2 ↑
加热
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二、金属的冶炼
3.冶炼的方法
K Ca Na Mg Al︱Zn Fe Sn Pb (H) Cu ︱ Hg Ag ︱Pt Au
电解法
热还原法
热分解法
富集法
金在自然界中以游离态的形式存在，古人利用金子比沙子密度大的特点“沙里淘金”。有诗为证“千淘万漉虽辛苦，吹尽狂沙始到金”
北宋科学家沈括在《梦溪笔谈》中写道：“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。”
二、金属的冶炼
3.冶炼的方法
Fe＋CuSO4===FeSO4＋Cu
“曾青得铁则化为铜”——西汉淮南王刘安《淮南万毕术》
“以曾青涂铁，铁赤色如铜”——晋代的葛洪《抱朴子内篇·黄白》
湿法炼铜
火法炼铜
Cu2S＋O2 === 2Cu＋SO2
高温
其他的冶炼方法
“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。”——北宋科学家沈括《梦溪笔谈》
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思考与讨论
铝土矿
萤石
氧化铝
冰晶石
铝锭
碳素电极
液态铝
石油焦和沥青焦
电解
计算表明，生产1mol铝消耗的电能至少为1.8×106J，回收铝质饮料罐得到铝与从铝土矿制铝相比，前者的能耗仅为后者的3%～5%。通过对上述数据的分析和比较，结合图8-1和图8-2，你想到了什么？请将你的想法与同学交流。
图8-1铝的成产原理示意图
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二、金属的冶炼
图8-2 与生产1 kg铝相关联的消耗
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二、金属的冶炼
铝土矿中除Al2O3外常含有杂质Fe2O3 、SiO2，
怎样从铝土矿中获得铝单质呢？
知识链接
Al2O3
Fe2O3
SiO2
NaOH
溶液
Fe2O3
NaAlO2 Na2SiO3
NaOH
盐酸
H2SiO3
NaCl AlCl3
氨水
Al(OH)3
过滤
过滤
过滤
NH4Cl
NaCl
Al2O3
Al
电解
方案一
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二、金属的冶炼
Al2O3
Fe2O3
SiO2
过滤
盐酸
SiO2
AlCl3
FeCl3
HCl
Fe(OH)3
NaAlO2
NaCl
NaOH
CO2
过滤
方案二
NaOH
溶液
过滤
Al(OH)3
NaHCO3
NaCl
加热
Al2O3
Al
电解
铝土矿中除Al2O3外常含有杂质Fe2O3 、SiO2，
怎样从铝土矿中获得铝单质呢？
知识链接
01
三、金属矿物的开发和利用
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三、金属矿物的开发和利用
1.合理开发和利用金属矿物资源的原因
资源有限且分布不均
金属的冶炼消耗许多能量
金属冶炼造成环境污染
金属腐蚀造成大量损失
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三、金属矿物的开发和利用
2.合理开发和利用金属矿物资源的措施
提高金属矿物的利用率
开发环保高效的金属冶炼方法
防止金属的腐蚀
加强废旧金属的回收和再利用
使用其他材料代替金属材料
课堂检测
内容内容内容
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
课堂检测
1．下列有关金属冶炼的说法中，不正确的是(　　)
A．金属冶炼的实质是金属阳离子被还原成单质
B．用碳粉或铝粉还原铁矿石可以获取金属Fe
C．通过电解NaCl溶液的方法可以获取金属Na
D．冶炼铜的常用方法有火法炼铜和湿法炼铜
C
内容内容内容
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
课堂检测
2. Al与Fe3O4发生铝热反应的
化学方程式为___________________________________，
该反应中氧化剂是_______，还原剂是_____。
3.工业上冶炼铝的
化学方程式为______________________________________，
若电路中通过1 mol电子，可以得到Al________ g。
8Al＋3Fe3O4 9Fe＋4Al2O3
高温
Fe3O4
Al
9
2Al2O3 (熔融) 4Al ＋3O2 ↑
电解
冰晶石
内容内容内容
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
课堂检测
B
4.冶炼金属一般有下列4种方法：①焦炭法；②水煤气(或氢气、一氧化碳)法；③活泼金属置换法；④电解法。这4种方法在工业上均有应用。古代有：Ⅰ.火烧孔雀石炼铜；Ⅱ.湿法炼铜。现代有：Ⅲ.铝热法炼铬；Ⅳ.从光卤石(MgCl2·6H2O)中炼镁。对它们的冶炼方法的分类，不正确的是(　　)
A.Ⅰ，① B．Ⅱ，②
C.Ⅲ，③ D．Ⅳ，④
内容内容内容
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
课堂检测
5.铝热反应的实验装置如图。
下列有关铝热反应的说法中，不正确的是(　　)
A．铝热反应是放热反应
B．铝热反应可用于冶炼某些金属
C．实验中镁条的主要作用是还原氧化铁
D．实验现象为火星四溅，漏斗下方有红热熔融物流出
课堂总结
课堂总结
01
02
03
金属的存在形态
金属的冶炼
金属矿物的开发和利用
THANKS
THANKS
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