公开课：开发利用金属矿物和海水资源(第一课时)

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,第四章 化学与自然资源的开发利用,第1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,藁城九中 wlw,青铜时代 铁器时代 近代冶炼,（铝的应用）,穿越时空,1、中国使用金属的历史也是金属的冶炼史，其中经历了哪些时代？,思考：,2、人类冶炼和使用金属的顺序是一种历史巧合还是历史的必然？,辉铜矿Cu,2,S,青铜时期中国始于3800年前，,兴于商周时期。,主要用于制礼器、乐器、兵器。,制陶工艺后期改进了,窑的结构，加深了火膛,，缩小了火口使空气更,加充足，温度更高。这,时无意中闻到了刺激性,气味的气体，发现了金,属铜。原来是因为建窑,的过程中用到了辉铜矿。,根据资料写出制出铜的反应？,Cu,2,S + O,2,2Cu + SO,2,高温,殷墟考古发现， 3000多年前我国古代劳动人民就掌握了孔雀石炼铜工艺，他们将孔雀石，主要成分,Cu,2,（OH）,2,CO,3,和木炭一起加热就可得到红色的金属铜请你写出化学反应原理,孔雀石,Cu,2,(OH),2,CO,3,Cu,2,(OH),2,CO,3, 2CuO + H,2,O + CO,2,孔雀石,C + 2CuO = CO,2,+ 2Cu,高温,青铜时期,秦始皇地宫埋“水银”之谜,史记记载：始皇陵有大量水银。地质学家先后两次来始皇陵采样。发现始皇陵封土土壤样品中果然出现“汞异常”。,科学家由此得出初步结论:史记中关于始皇陵中埋藏上百吨汞的记载是可靠的。地宫埋“水银”的千古谜案终于解开了。,单质的汞，在自然界中是极为罕见的。为什么两千多年前就能得到上百吨的水银呢？,汞矿( HgO),秦始皇陵墓,世界文化遗产,青铜时代,2HgO 2Hg O,2,加热,炼丹术起于战国兴于汉初,经常听说武侠小说中有“九转大还丹”吃了能起死回生。实际上所谓“九转”是将天然丹砂（HgS）在空气中加热炼成水银，再将水银和硫混合后放在密闭的鼎中升炼成纯的硫化汞，硫化汞再加热炼成水银，水银再炼成硫化汞如此反复九次，就炼成了“九转大还丹”。,上述材料中发生了什么反应？,HgS+O,2,= Hg+SO,2,Hg+S=HgS,加热,青铜时代,古代阿拉伯人曾传说“天上的金雨落进沙漠里变成了黑色的铁”。,新 疆 陨 铁,南极洲陨铁,铁器时代距今约2000年,西汉初懂得用木炭和铁矿石混合高温冶炼生铁,南宗末年的工匠有掌握了用焦炭炼铁,古代中国劳动人民用木炭炼铁,我国古代炼铁工业长期领先于世界，我国在西汉初时已经懂得,将,铁矿石,（,Fe,2,O,3,）,和木炭一层一层的堆放在炼铁炉中，点火燃烧产生CO从而使铁矿石中的铁还原为单质,。,领先欧洲一千余年，南宋末年的工匠又掌握了用焦炭炼铁，而欧洲最早的英国直到,500,年后（相当于清朝乾隆末年），才掌握这一技术。,铁器时代,Fe,2,O,3,3CO 2Fe3CO,2,高温,宋代时期，人们发现江西上饶有一口,苦泉，蒸发这种苦泉水会得到胆矾，熬苦泉水,的铁锅用久了会变成铜锅。这就是最早的湿法炼铜请写出该反应的离子方程式,。,FeCu,2+, CuFe,2+,铁器时代,最早的湿法炼铜为什么出现在铁器时代呢？,100多年前，为了表彰门捷列夫对化学的杰出贡献，英国皇家学会不惜重金制作了一个比黄金还要贵重的奖杯,铝杯,，赠送给门捷列夫。,思考：为什么这个时期铝比金还贵重呢？,近代铝的冶炼,19世纪后期到20世纪初,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。,这也是铝在地壳中含量比铜、铁多，而应用比铜 、铁晚的多的原因。,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,Al,2,O,3,）,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。,近代铝的冶炼,2Al,2,O,3,(熔融) 4Al 3O,2,电解,冰晶石,铝土矿,2HgO 2Hg O,2,加热,2Al,2,O,3,(熔融) 4Al 3O,2,电解,冰晶石,铝土矿,Fe,2,O,3,3CO 2Fe3CO,2,高温,2CuO + C 2Cu + CO,2,高温,金属冶炼的原理和方法,热分解法,热还原法,电解法,500摄氏度,1000摄氏度,1500摄氏度,电,人类冶炼和使用金属的顺序是一种历史巧合还是历史的必然？,天然金,朱砂HgS,翠铜矿CuSiO,3,.,6H,2,O,黄铁矿,FeS,2,钙铀云母,Ca(UO,2,),2,(PO,4,),2,12H,2,O,金属冶炼的原理在现代应用,火车道上的钢轨有了缝隙怎么办？,铝热反应的应用：,2AlFe,2,O,3,2FeAl,2,O,3,高温,实验现象:,剧烈反应，,放出大量的热，,发出耀眼的光芒，,有黑色铁块生成,铝热反应：,铝热反应的原理可以应用在生产上，如用于,焊接钢轨,等。在冶金工业上也常用这一反应原理，使铝与金属氧化物反应，,冶炼钒、铬、锰,等。,开阔视野：,铝某些金属氧化物 Al,2,O,3,金属,高温,练习,试写出,分别Al与MnO,2,、Cr,2,O,3,反应的铝热方程式,3MnO,2,+4Al = 3Mn+ 2Al,2,O,3,高温,Cr,2,O,3,+2Al = 2Cr + Al,2,O,3,高温,地球上的金属矿物资源是,有限的,，金属冶炼常会,消耗许多能量,，也易,造成环境污染,。,回收金属的意义：,（1）节约矿物资源（2）节约能源,（3）减少环境污染,以金属铝为例，首先生产1吨金属铝至少要消耗4吨铝土矿。如果废旧的铝能够回收利用，每年就将减少铝土矿消耗量约5000万吨，这对保护铝土矿资源有极为重要的意义。,其次，利用废旧铝生产1吨铝与用铝土矿生产1吨铝相比，可以节省95以上的能源，其节能效果非常显著。,另外，再生铝生产可比生产原铝减少二氧化碳排放量90%以上，环保效益十分显著。,节约资源 爱护环境 从我做起,讨论探究,1、和同学们讨论哪些举手之劳可以节约资源,保护环境？,2、常见的金属物品的使用寿命如何？,失去使用价值 的废旧金属制品是如何处理的？,K Ca Na M,g,Al Zn Fe Sn Pb (H) Cu H,g,A,g,Pt Au,电解法,热还原法,热分,解法,物理方法,2、金属活动性顺序与金属的冶炼的关系?,能力提升：,3、为什么不同的金属冶炼方法不同呢？,1、金属冶炼的实质是什么？,2、金属冶炼的实质？,1、金属冶炼和金属活动顺序表的关系？,思考：,K Ca Na M,g,Al Zn Fe Sn Pb (H) Cu H,g,A,g,Pt Au,电解法,热还原法,热分,解法,物理方法,古代炼铜比炼铁早得多。原因在于：,一、,铜矿石比铁矿石易识别。孔雀石颜色呈翠绿(即铜绿)，易引起人们的注意联想。进而用其炼铜。,二、,早在新石器时代，人类就发明了制陶术。窑温达1000多度，已超过铜的熔点(10834)，而远低于铁的(1536)，可炼得红铜。,开阔视野,