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1、走进奇妙的化学世界走进奇妙的化学世界2022-2023必修第二册第八章化学与可持续发展第一节 自然资源的开发利用自然资源自然资源土地与土壤资源土地与土壤资源矿产资源矿产资源生物资源生物资源水资源水资源能源资源能源资源环境资源环境资源可再生资源可再生资源不可再生资源不可再生资源即即：人类代际之间人类代际之间、不同国家不同地区之不同国家不同地区之间间、人类与其他生物人类与其他生物之间的公平之间的公平。化学化学科学科学依据依据。金属元素金属元素在自然界的存在形式在自然界的存在形式常见的金属矿物资源常见的金属矿物资源黄铜矿赤铁矿铝矿锰矿钨矿锌矿黄铜矿黄铜矿锰矿锰矿赤铁矿赤铁矿钨矿钨矿铝矿铝矿锌矿锌矿金
2、矿金矿铂矿铂矿 Mn+学习 目标第1课时 金属矿物的开发利用PART01PART02了解金属在自然界中的存在形式。理解金属冶炼的原理，掌握活泼性不同的金属冶炼方法。形成金属冶炼方法知识模型，培养证据推理与模型认知能力认识合理开发和利用金属资源的重要性和必要性，增强社会责任感Mn+ne-=M化合态化合态 游离态游离态 还原反应还原反应2.实质：1.定义：用还原的方法使金属化合物中的金属离子得到电子变成金属原子。请思考请思考：金属金属的发现和使用的先后与什么因素有关呢？的发现和使用的先后与什么因素有关呢？主要与金属的活动性有关，越活泼的金属越难以冶炼主要与金属的活动性有关，越活泼的金属越难以冶炼学
3、习学习任务一任务一 金属的金属的冶炼冶炼3.从从金属矿石提炼金属的一般步骤金属矿石提炼金属的一般步骤思考思考：以下文献中涉及了哪些金属的以下文献中涉及了哪些金属的“冶炼冶炼”？写出相关的化学方程式写出相关的化学方程式。化学化学史料史料铜铜的的冶冶炼炼信州铅山县有苦泉，流以为涧。其水熬之，则成胆矾，烹胆矾则成铜。熬信州铅山县有苦泉，流以为涧。其水熬之，则成胆矾，烹胆矾则成铜。熬胆矾铁釜，久之异化为铜。胆矾铁釜，久之异化为铜。沈括梦溪笔谈沈括梦溪笔谈湿法炼铜湿法炼铜用矿用矿(硫化矿，主要成分为硫化矿，主要成分为Cu2S)二百五十箩二百五十箩入大旋风炉，连烹入大旋风炉，连烹(灼烧灼烧)三日三夜，方见
4、成铜。三日三夜，方见成铜。明明陆容菽园杂记陆容菽园杂记火法炼铜火法炼铜铁铁的的冶冶炼炼：高高炉炉炼炼铁铁热 还 原 法4.从从金属矿石提炼金属的一般步骤金属矿石提炼金属的一般步骤(1)热热还原法：还原法：在高温条件下，用氧化还原的方法将金属单质还原出来。在高温条件下，用氧化还原的方法将金属单质还原出来。(2)淘洗淘洗法：法：物理分离，适用于很不活泼的金属，如金、铂。物理分离，适用于很不活泼的金属，如金、铂。金矿石铂矿石沙里淘金(1)热热还原法还原法：适用于金属活动性顺序表中的适用于金属活动性顺序表中的中间的多数金属中间的多数金属（Zn,Fe,Sn,Pb,Cu)。常用还原剂：。常用还原剂：焦炭、
5、焦炭、CO、H2、活泼金属等。、活泼金属等。炼铁原理 Fe2O3+3CO=2Fe+3CO24.从从金属矿石提炼金属的一般步骤金属矿石提炼金属的一般步骤铝热法铝热法：铝的强还原性铝的强还原性 Al Al2O3剧烈燃烧剧烈燃烧，火星四溅火星四溅，沙里有火红熔融物沙里有火红熔融物，放出大量热放出大量热。引燃剂。助燃剂。铝热剂铝活泼性弱的金属形成的氧化物3Co3O4+8Al=9Co+4Al2O3高温高温Cr2O3+2Al=2Cr+Al2O3高温高温3MnO2+4Al=3Mn+2Al2O3高温高温其它铝热反应其它铝热反应 (2)热分解法：加热金属氧化物、碘化物、羰基化合物等使其分解制取纯金属。古法炼汞2
6、HgO 2Hg+O2 古法炼银2Ag2O 4Ag+O2 伏打与伏打电池伏打与伏打电池 1807年，英国化学家戴维将白金导线通入熔融的氢氧化钾中，接通电流。奇迹出现了：电极上出现了水银似的金属颗粒,通过电解法制得的第一种金属诞生了！那就是金属钾。之后，戴维用同样的方法电解得到了钠、钙、镁等金属。但制铝却失败了。汉弗莱戴维 1799年意大利物理学家伏打发明了将化学能转化为电能的伏打电池，为化学研究开辟了新天地。思考思考:说说霍尔电解制铝法的创新之处说说霍尔电解制铝法的创新之处？指出冰晶石的作用指出冰晶石的作用，写出上述过程中冶炼写出上述过程中冶炼率的化学方程式率的化学方程式。(4)电 解 法已知已
7、知有关物质的熔沸点数据如下表有关物质的熔沸点数据如下表:物质物质MgOAl2O3MgCl2AlCl3熔点熔点/oC28522054714190（以分子形式存在）（以分子形式存在）沸点沸点/oC360029801412180参考上述数据填空和回答问题参考上述数据填空和回答问题.(1)工业上为什么常用电解熔融工业上为什么常用电解熔融MgCl2的方法的方法生产金属镁生产金属镁,而不用电解而不用电解MgO的方法生产镁的方法生产镁?(2)工业上为什么常用电解工业上为什么常用电解Al2O3冰晶石熔融冰晶石熔融混合物的混合物的方法生产方法生产金属铝金属铝,而不用电解而不用电解AlCl3的方法生产铝的方法生产
8、铝?因为因为MgO的熔点远高于的熔点远高于MgCl2,所以所以电解电解熔融的熔融的MgO需要更多的能量需要更多的能量,更高的温度更高的温度,成本更高。成本更高。从从表中可以发现表中可以发现,AlCl3的熔点很低的熔点很低,且沸点且沸点比熔点低比熔点低,易易升华升华;熔融时不存在离子熔融时不存在离子,不不能导电能导电,故不能被电解。故不能被电解。思考思考热 还 原 法(4)淘洗淘洗法：法：物理分离，适用于很不活泼的金属，如金、铂。物理分离，适用于很不活泼的金属，如金、铂。金矿石铂矿石沙里淘金电 解 法热 分解法学习学习任务二任务二 金属金属矿物矿物的开发利用的开发利用阅读课本阅读课本99页第二段
9、，回答问题：页第二段，回答问题：合理开发和利用金属资源的途径有哪些？合理开发和利用金属资源的途径有哪些？1.合理开发利用金属资源。合理开发利用金属资源。金属的冶炼需要消耗大量的资源和能源金属的冶炼需要消耗大量的资源和能源,还会造成环境污染还会造成环境污染,地球上的金地球上的金属资源是有限的属资源是有限的,是不可再生的是不可再生的,因此金属资源应因此金属资源应合理地开发利用合理地开发利用。2.有效利用金属资源的途径。有效利用金属资源的途径。(1)提高金属矿物的利用率。提高金属矿物的利用率。(2)加强废旧金属的回收和再利用。加强废旧金属的回收和再利用。(3)使用其他材料代替金属材料。使用其他材料代替金属材料。(4)开发环保高效的金属冶炼方法开发环保高效的金属冶炼方法,防止金属的腐蚀。防止金属的腐蚀。阅读课本阅读课本99页思考与讨论，页思考与讨论，回收金属回收金属的意义有哪些？的意义有哪些？（1 1）节约矿物资源）节约矿物资源；（2 2）节约能源；）节约能源；（3 3）减少环境污染）减少环境污染