人教版高中化学必修2《金属矿物的开发和利用》(第一课时)课件

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 化学与可持续发展,第一节 开发利用金属矿物和海水资源,第一课时 金属矿物的开发利用,第四章 化学与可持续发展第一节 开发利用金属矿物和海水资源,1,提问：,金属在自然界一般以什么形式存在？,提问：金属在自然界一般以什么形式存在？,2,金,银,铂,陨,铁,赤铁矿,磁铁矿,黄铁矿,孔雀石,菱镁矿,铝土矿,氯化钠,游离态金属矿,化合态金属矿,黄铜矿,Fe,2,O,3,Fe,3,O,4,Al,2,O,3,Cu,2,(OH),2,CO,3,NaCl,FeS,2,MgCO,3,CuFeS,2,金银铂陨赤铁矿磁铁矿黄铁矿孔雀石菱镁矿铝土矿氯化钠游离态金属,3,金、铂等为游离态,绝大多数是化合态，,一、金属矿物的开发利用,1.,金属在自然界中的存在形式,金、铂等为游离态绝大多数是化合态，一、金属矿物的开发利用,4,人类使用的金属材料中金属的存在状态？,人们日常应用的金属材料，多为,合金,或,纯金属,，这就需要把,金属,从,矿石,中,提炼,出来，这就是人们常说的金属的,冶炼,。,想一想,:,要使金属矿物转化为金属单质,金属元素的化合价如何变化,发生什么反应,?,人类使用的金属材料中金属的存在状态？人们日常应用的金,5,金、铂等为游离态,主要是化合态，,一、金属矿物的开发利用,1.,金属在自然界中的存在形式,2.,金属冶炼的,实质,利用,氧化还原反应,，使金属化合物中的金属阳离子,得到电子,变成金属原子。即：,M,n+,+ne,-,M,3.,冶炼金属的步骤：,矿石富集,金属冶炼,金属精炼,金、铂等为游离态主要是化合态，一、金属矿物的开发利用 1.,6,结论：,金属位置越靠后，越易被还原，用一般的还原方法即可；,金属位置越靠前，越难被还原，要用较强的还原手段来还原,金属活动性顺序,大约,100,多年前,大约,2500,年前,大约,4000,年前,K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb(H)Cu Hg Ag Pt Au,结论：金属位置越靠后，越易被还原，用一般的还原方法即可；,7,4,.,金属冶炼的方法,（,1,）,物理提取法,K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb(H)Cu,Hg Ag,Pt Au,用淘洗的方式进行,富集,适用于,极不活泼,的金属,如：,Pt,、,Au,刚果手工金矿开采,马达加斯加街头淘金者,4.金属冶炼的方法（1）物理提取法K Ca Na Mg Al,8,a.,热分解法,2HgO,加热,2Ag,2,O,加热,适合一些不活泼金属,如：,Hg,、,Ag,K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb(H)Cu,Hg Ag,Pt Au,（,2,）化学方法,资料,:,古代炼丹术家葛洪，曾经在他的著作,抱朴子,中记载有“丹砂烧之成水银”,2Hg,O,2,4Ag,O,2,a.热分解法2HgO 加热2Ag2O,9,高炉炼铁,铁矿石,焦炭,空气,石灰石,主要原料,主要反应原理,:,Fe,2,O,3,3CO 2Fe,3CO,2,高温,高炉炼铁铁矿石主要原料主要反应原理:Fe2O33CO,10,常用的还原剂有：,b.,热还原法,Fe,2,O,3,3CO 2Fe,3CO,2,高温,2CuO +C,高温,WO,3,+3H,2,高温,常用的还原剂还有哪些,?,焦炭、,CO,、,H,2,等,（,Zn,Cu,中等活泼金属,）,2Cu+CO,2,W+3H,2,O,K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb(H)Cu,Hg Ag,Pt Au,常用的还原剂有：b.热还原法 Fe2O33CO,11,实验步骤：,1,、把,两张圆形滤纸分别折叠成漏斗,状套在一起，使四周都有四层。取,出内层,滤纸,，在底部,剪一个,小,孔,后,用,水润湿,，再套,回原处,，,并,架在铁,圈上,，（如右图所示）,下面放置,一,盛沙,子,的,蒸发皿。,2,、将,5 g,干,燥,的氧化铁粉,末,和,2 g,铝粉均匀混合,后,放,入,纸漏斗中，上面加少量氯酸钾中间插一根,用砂纸打磨过的,镁,带。,3,、,用,燃着的,小木条点燃镁,带，,观察现象。,P89,实验,4-1,实验步骤：P89实验4-1,12,实验,4,1,反应现象,：,2Al,Fe,2,O,3,2Fe,Al,2,O,3,高温,镁条剧烈燃烧，发出耀眼的白光，纸漏斗内剧烈反应，纸漏斗被烧穿，有红热状态熔融物落入沙中,。,实验41 反应现象：2AlFe2O3,13,放热反应,铝热反应,1.,概念：,2,.,原理：,3,.铝热剂：,4,.,反应特点：,铝,和,金属氧化物,在高温下发生剧烈并,放出大量热,的化学反应。,铝某些金属氧化物 金属氧化铝,高温,铝,粉,和某些金属氧化物,粉末,（如,Fe,2,O,3,、,Mn,O,2,、,V,2,O,5,）组成的混合物。,高温下进行，并放出大量的热，,活泼性强的金属制活泼性弱的金属,5.镁条的作用是:,氯酸钾的作用是:,引燃剂,助燃剂,2Al,Fe,2,O,3,2Fe,Al,2,O,3,高温,放热反应铝热反应1.概念：2.原理：3.铝热剂：4.反应特点,14,人教版高中化学必修2金属矿物的开发和利用(第一课时)课件,15,铝热反应,1.,概念：,2,.,原理：,3,.铝热剂：,4,.,反应特点：,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。,铝某些金属氧化物 金属氧化铝,高温,铝,粉,和某些金属氧化物,粉末,（如,Fe,2,O,3,、,Mn,O,2,、,V,2,O,5,）组成的混合物。,高温下进行，并放出大量的热，,放热反应,活泼性强的金属制活泼性弱的金属,5.镁条的作用是:,氯酸钾的作用是:,引燃剂,助燃剂,6.,应用：,焊接钢轨,冶炼高熔点的金属,铝热反应1.概念：2.原理：3.铝热剂：4.反应特点：铝和金,16,MnO,2,+Al=,高温,Cr,2,O,3,+Al=,高温,Co,3,O,4,+Al=,高温,其它的铝热反应：,MnO2+Al=高温Cr2O3+Al=,17,其它的铝热反应：,3MnO,2,+4Al=3Mn+2Al,2,O,3,高温,Cr,2,O,3,+2Al=2Cr+Al,2,O,3,高温,3Co,3,O,4,+8Al=9Co+4Al,2,O,3,高温,其它的铝热反应：3MnO2+4Al=3Mn+2Al,18,热还原法,常用的还原剂：,焦炭、,CO,、,H,2,一些活泼金属：,Al,、,Na,等,热还原法常用的还原剂：焦炭、CO、H2 一些活泼金属：Al,19,法国皇帝拿破仑是一个喜欢炫耀自己的人。他常常大摆宴席，宴请天下宾客。每次宴会，他总是摆出一副高人一等的样子。餐桌上的用具几乎全是用银制成的，唯有他自己用的那一个碗却是铝制品。为什么贵为法国皇帝，在当时却不用高贵而亮丽的银碗，而用色泽要暗得多的铝碗呢？,思考,法国皇帝拿破仑是一个喜欢炫耀自己的人。他常常大摆宴席,20,拿破仑与铝碗,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。,拿破仑与铝碗100多年前，为了表彰门捷列夫对化学的杰出贡献，,21,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。,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,22,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,，当然还有很多其它杂质）中冶炼铝的技术，使得制铝成本大大下降，铝的价格也一降千丈，走入千家万户。,自从美国青年化学家霍尔发明电解制铝法后，制铝工 艺不,23,c.,电解法,2Al,2,O,3,(,熔融,)4Al,3O,2,电解,冰晶石,适合一些非常活泼金属,如：,K-Al,电解其,熔融,盐或氧化物,:,K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb(H)Cu,Hg Ag,Pt Au,c.电解法2Al2O3(熔融)4A,24,MgCl,2,熔点,:714,0,C,MgO,熔点,:2852,0,C,信息,:,选用哪种物质冶炼镁,?,并写出方程式,MgCl2熔点:7140CMgO熔点:28520C信息:选用,25,c.,电解法,MgCl,2,(,熔融,)Mg,Cl,2,电解,2NaCl(,熔融,)2Na,Cl,2,电解,2Al,2,O,3,(,熔融,)4Al,3O,2,电解,冰晶石,适合一些非常活泼金属,如：,K,、,Ca,、,Na,、,Mg,、,Al,电解其,熔融,盐或氧化物,:,“,熔融,”,是熔融态而不是水溶液。,注意：,K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb(H)Cu,Hg Ag,Pt Au,不用,AlCl,3,如：不用,MgO,，熔点高,必须是离子化合物，共价化合物熔融不导电。,缺点：,耗能大,c.电解法MgCl2(熔融)Mg,26,a.,火法炼铜,b.,湿法炼铜,Cu,2,S+O,2,2Cu+,高温,CuSO,4,+Fe Cu+FeSO,4,d.,其它冶炼方法,SO,2,a.火法炼铜b.湿法炼铜Cu2S+O2,27,K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb(H)Cu Hg Ag Pt Au,小 结,电解法,热还原法,热分解法,物理提取法,金属的冶炼方法,K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb(H,28,4,、合理开发和利用矿物资源的途径：,（,1,）废旧金属回收；（,2,）矿物资源保护；（,3,）寻找金属替代品。,金属铝的回收与利用,4、合理开发和利用矿物资源的途径：（1）废旧金属回收；,29,（,1,）节约矿物资源；,（,2,）节约能源；,（,3,）减少环境污染,（,1,）废旧钢铁用于炼钢；,（,2,）废铁屑用于制铁盐；,（,3,）定影液用于回收银,回收金属的实例：,回收金属的意义：,（1）节约矿物资源；（1）废旧钢铁用于炼钢；回收金属的实例：,30,本课小结,一、金属元素在自然界中的存在形式,二、金属的冶炼原理及步骤,三、金属的冶炼方法,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,金属活动性逐渐减弱,铝某些金属氧化物 金属,Al,2,O,3,高温,铝热反应,本课小结一、金属元素在自然界中的存在形式二、金属的冶炼原理及,31,本课小结,一、金属元素在自然界中的存在形式,二、金属的冶炼原理及步骤,三、金属的冶炼方法,四、合理开发和利用金属矿物资源的主要途径,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,金属活动性逐渐减弱,铝某些金属氧化物 金属,Al,2,O,3,高温,铝热反应,本课小结一、金属元素在自然界中的存在形式二、金属的冶炼原理及,32,课堂练习,:,2,、下列关于金属冶炼的说法不正确的是,(),A,、金属冶炼是由人类生产生活需要发展起来的,B,、天然矿藏很少只含一种金属元素往往含有较多,杂质,C,、金属的冶炼主要有矿石的富集、冶炼还原和精,炼三个步骤,D,、金属冶炼一定要用到还原剂,D,1,、金属冶炼的目的是 （）,A,、把金属化合物还原为金属单质,B,、除去金属中的杂质,C,、把金属单质变为氧化物,D,、把电能转变为化学能,A,课堂练习:2、下列关于金属冶炼的说法不正确的是(,33,5,、冶炼金属常用以下几种方法：以,C,或,H,2,、,CO,作为还原剂还原法；热分解法；电解法；铝热法。现冶炼下列金属：,Al,、,Mg,、,Cu,、,Hg,、,Mn,，试标明适宜的冶炼方法。,Al,：,；,Mg,：,；,Cu,：,；,Hg,：,；,Mn,：,。,3,、工业上常采用电解法冶炼的金属是 （）,A,、,Fe B,、,Cu C,、,Al D,、,Ag,4,、可用热分解法就可能制得的金属有（）,A.Cu Cr B.Ti W,C.