資源簡介

(共30張PPT)
第八章
第一節 自然資源的開發利用
第一課時
金屬礦物的開發和利用
新人教版 化學 必修第二冊
目錄
01
02
03
金屬的冶煉
金屬礦物的開發和利用
金屬元素的存在形態
01
一、金屬元素的存在形態
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一、金屬元素在自然界的存在形態
金礦
黃銅礦
（CuFeS2）
赤鐵礦
鋁土礦（Al2O3）
黃鐵礦（FeS2）
孔雀石
菱鎂礦
（MgCO3）
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一、金屬元素的存在形態
01
二、金屬的冶煉
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二、金屬的冶煉
將金屬從其化合物中還原出來的過程，工業上稱之為金屬的冶煉
得電子，被還原
Mn+ M
+ne-
正價
0價
1.定義
2.實質
3.方法
K Ca Na Mg Al︱Zn Fe Sn Pb (H) Cu ︱ Hg Ag ︱Pt Au
電解法
熱還原法
熱分解法
富集法
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二、金屬的冶煉
3.冶煉的方法
K Ca Na Mg Al︱Zn Fe Sn Pb (H) Cu ︱ Hg Ag ︱Pt Au
電解法
熱還原法
熱分解法
富集法
Na：
Mg:
Al:
2NaCl (熔融) 2Na ＋ Cl2 ↑
電解
MgCl2 (熔融) Mg ＋ Cl2 ↑
電解
2Al2O3 (熔融) 4Al ＋3O2 ↑
電解
冰晶石
Na3AlF6 降低
氧化鋁的熔點
為什么不用電解熔融AlCl3？
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二、金屬的冶煉
AlCl3是共價化合物，熔融狀態不能電離出陰陽離子，不導電
為什么不用電解熔融AlCl3？
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二、金屬的冶煉
3.冶煉的方法
K Ca Na Mg Al︱Zn Fe Sn Pb (H) Cu ︱ Hg Ag ︱Pt Au
電解法
熱還原法
熱分解法
富集法
Fe：
Cu:
（高爐煉鐵）
（鋁熱反應）
Fe2O3+3CO === 2Fe + 3CO2 ↑
高溫
2Al＋Fe2O3 2Fe＋Al2O3
高溫
CuO+H2 === Cu + H2O
高溫
鎂條劇烈燃燒；鋁熱劑發生劇烈的反應；反應放出大量的熱，并發出耀眼的白光；紙漏斗的下部被燒穿，有熔融物落入沙子中
二、金屬的冶煉
鋁熱反應
2Al＋Fe2O3 2Fe＋Al2O3
高溫
沙
鎂條劇烈燃燒；鋁熱劑發生劇烈的反應；反應放出大量的熱，并發出耀眼的白光；紙漏斗的下部被燒穿，有熔融物落入沙子中
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二、金屬的冶煉
4Al＋3MnO2 3Mn＋2Al2O3
高溫
鋁熱反應
2Al＋Cr2O3 2Cr＋Al2O3
高溫
10Al＋3V2O5 6V＋5Al2O3
高溫
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二、金屬的冶煉
3.冶煉的方法
K Ca Na Mg Al︱Zn Fe Sn Pb (H) Cu ︱ Hg Ag ︱Pt Au
電解法
熱還原法
熱分解法
富集法
Hg：
Ag:
2HgO === 2Hg + O2 ↑
加熱
2Ag2O === 4Ag + O2 ↑
加熱
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二、金屬的冶煉
3.冶煉的方法
K Ca Na Mg Al︱Zn Fe Sn Pb (H) Cu ︱ Hg Ag ︱Pt Au
電解法
熱還原法
熱分解法
富集法
金在自然界中以游離態的形式存在，古人利用金子比沙子密度大的特點“沙里淘金”。有詩為證“千淘萬漉雖辛苦，吹盡狂沙始到金”
北宋科學家沈括在《夢溪筆談》中寫道：“信州鉛山縣有苦泉，流以為澗。挹其水熬之，則成膽礬。烹膽礬則成銅；熬膽礬鐵釜，久之亦化為銅。”
二、金屬的冶煉
3.冶煉的方法
Fe＋CuSO4===FeSO4＋Cu
“曾青得鐵則化為銅”——西漢淮南王劉安《淮南萬畢術》
“以曾青涂鐵，鐵赤色如銅”——晉代的葛洪《抱樸子內篇·黃白》
濕法煉銅
火法煉銅
Cu2S＋O2 === 2Cu＋SO2
高溫
其他的冶煉方法
“信州鉛山縣有苦泉，流以為澗。挹其水熬之，則成膽礬。烹膽礬則成銅；熬膽礬鐵釜，久之亦化為銅。”——北宋科學家沈括《夢溪筆談》
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思考與討論
鋁土礦
螢石
氧化鋁
冰晶石
鋁錠
碳素電極
液態鋁
石油焦和瀝青焦
電解
計算表明，生產1mol鋁消耗的電能至少為1.8×106J，回收鋁質飲料罐得到鋁與從鋁土礦制鋁相比，前者的能耗僅為后者的3%～5%。通過對上述數據的分析和比較，結合圖8-1和圖8-2，你想到了什么？請將你的想法與同學交流。
圖8-1鋁的成產原理示意圖
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二、金屬的冶煉
圖8-2 與生產1 kg鋁相關聯的消耗
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二、金屬的冶煉
鋁土礦中除Al2O3外常含有雜質Fe2O3 、SiO2，
怎樣從鋁土礦中獲得鋁單質呢？
知識鏈接
Al2O3
Fe2O3
SiO2
NaOH
溶液
Fe2O3
NaAlO2 Na2SiO3
NaOH
鹽酸
H2SiO3
NaCl AlCl3
氨水
Al(OH)3
過濾
過濾
過濾
NH4Cl
NaCl
Al2O3
Al
電解
方案一
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二、金屬的冶煉
Al2O3
Fe2O3
SiO2
過濾
鹽酸
SiO2
AlCl3
FeCl3
HCl
Fe(OH)3
NaAlO2
NaCl
NaOH
CO2
過濾
方案二
NaOH
溶液
過濾
Al(OH)3
NaHCO3
NaCl
加熱
Al2O3
Al
電解
鋁土礦中除Al2O3外常含有雜質Fe2O3 、SiO2，
怎樣從鋁土礦中獲得鋁單質呢？
知識鏈接
01
三、金屬礦物的開發和利用
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三、金屬礦物的開發和利用
1.合理開發和利用金屬礦物資源的原因
資源有限且分布不均
金屬的冶煉消耗許多能量
金屬冶煉造成環境污染
金屬腐蝕造成大量損失
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三、金屬礦物的開發和利用
2.合理開發和利用金屬礦物資源的措施
提高金屬礦物的利用率
開發環保高效的金屬冶煉方法
防止金屬的腐蝕
加強廢舊金屬的回收和再利用
使用其他材料代替金屬材料
課堂檢測
內容內容內容
P4具有正四面體結構，PCl5中P—Cl鍵的鍵能為c kJ/mol，PCl3中P—Cl鍵的鍵能為1．2c kJ/mol。下列敘述正確的是(　　)
A．P—P鍵的鍵能大于P—Cl鍵的鍵能
B．可求Cl2(g)＋PCl3(g)===PCl5(s)的反應熱ΔH
C．Cl—Cl鍵的鍵能為 kJ/mol
D．P—P鍵的鍵能為 kJ/mol
課堂檢測
1．下列有關金屬冶煉的說法中，不正確的是(　　)
A．金屬冶煉的實質是金屬陽離子被還原成單質
B．用碳粉或鋁粉還原鐵礦石可以獲取金屬Fe
C．通過電解NaCl溶液的方法可以獲取金屬Na
D．冶煉銅的常用方法有火法煉銅和濕法煉銅
C
內容內容內容
P4具有正四面體結構，PCl5中P—Cl鍵的鍵能為c kJ/mol，PCl3中P—Cl鍵的鍵能為1．2c kJ/mol。下列敘述正確的是(　　)
A．P—P鍵的鍵能大于P—Cl鍵的鍵能
B．可求Cl2(g)＋PCl3(g)===PCl5(s)的反應熱ΔH
C．Cl—Cl鍵的鍵能為 kJ/mol
D．P—P鍵的鍵能為 kJ/mol
課堂檢測
2. Al與Fe3O4發生鋁熱反應的
化學方程式為___________________________________，
該反應中氧化劑是_______，還原劑是_____。
3.工業上冶煉鋁的
化學方程式為______________________________________，
若電路中通過1 mol電子，可以得到Al________ g。
8Al＋3Fe3O4 9Fe＋4Al2O3
高溫
Fe3O4
Al
9
2Al2O3 (熔融) 4Al ＋3O2 ↑
電解
冰晶石
內容內容內容
P4具有正四面體結構，PCl5中P—Cl鍵的鍵能為c kJ/mol，PCl3中P—Cl鍵的鍵能為1．2c kJ/mol。下列敘述正確的是(　　)
A．P—P鍵的鍵能大于P—Cl鍵的鍵能
B．可求Cl2(g)＋PCl3(g)===PCl5(s)的反應熱ΔH
C．Cl—Cl鍵的鍵能為 kJ/mol
D．P—P鍵的鍵能為 kJ/mol
課堂檢測
B
4.冶煉金屬一般有下列4種方法：①焦炭法；②水煤氣(或氫氣、一氧化碳)法；③活潑金屬置換法；④電解法。這4種方法在工業上均有應用。古代有：Ⅰ.火燒孔雀石煉銅；Ⅱ.濕法煉銅。現代有：Ⅲ.鋁熱法煉鉻；Ⅳ.從光鹵石(MgCl2·6H2O)中煉鎂。對它們的冶煉方法的分類，不正確的是(　　)
A.Ⅰ，① B．Ⅱ，②
C.Ⅲ，③ D．Ⅳ，④
內容內容內容
P4具有正四面體結構，PCl5中P—Cl鍵的鍵能為c kJ/mol，PCl3中P—Cl鍵的鍵能為1．2c kJ/mol。下列敘述正確的是(　　)
A．P—P鍵的鍵能大于P—Cl鍵的鍵能
B．可求Cl2(g)＋PCl3(g)===PCl5(s)的反應熱ΔH
C．Cl—Cl鍵的鍵能為 kJ/mol
D．P—P鍵的鍵能為 kJ/mol
課堂檢測
5.鋁熱反應的實驗裝置如圖。
下列有關鋁熱反應的說法中，不正確的是(　　)
A．鋁熱反應是放熱反應
B．鋁熱反應可用于冶煉某些金屬
C．實驗中鎂條的主要作用是還原氧化鐵
D．實驗現象為火星四濺，漏斗下方有紅熱熔融物流出
課堂總結
課堂總結
01
02
03
金屬的存在形態
金屬的冶煉
金屬礦物的開發和利用
THANKS
THANKS
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