人教版高一化学必修2第四章第一节开发利用金属矿物课件.ppt

1、开发利用金属矿物第一课时磁铁矿磁铁矿 (Fe3O4)黄铜矿黄铜矿(CuFeS2)黄铁矿（黄铁矿（FeS2）蓝铜矿蓝铜矿(CuCO3Cu(OH)2)1.金属元素在自然界的存在形式金属元素在自然界的存在形式:游离态游离态-如：金如：金(Au)、铂、铂(Pt)等少数金属以单质等少数金属以单质 形式存在于自然界。形式存在于自然界。化合态化合态-如：如：Fe2O3、Al2O3等大多数金属以等大多数金属以化合物形式存在于自然界。化合物形式存在于自然界。关于金属元素在自然界中存在的叙述中，正确关于金属元素在自然界中存在的叙述中，正确的是（的是（）A、金属元素只存在于矿物中、金属元素只存在于矿物中B、金属元素

2、只存在于矿物和动物体内，但植物体、金属元素只存在于矿物和动物体内，但植物体内不含内不含C、少数金属元素以游离态存在，大多数金属元素、少数金属元素以游离态存在，大多数金属元素以化合态存在以化合态存在D、金属元素不仅存在于矿物中，动物和植物体内、金属元素不仅存在于矿物中，动物和植物体内也都含有少量金属元素也都含有少量金属元素C、D利用这些金属矿物，将其中的金属从其化合物中还原利用这些金属矿物，将其中的金属从其化合物中还原出来用于生产和制造各种金属材料，这一过程在工业出来用于生产和制造各种金属材料，这一过程在工业上称为金属的冶炼。上称为金属的冶炼。1.矿石的富集矿石的富集2.金属冶炼金属冶炼3.金属

3、精炼金属精炼请分析工业炼铁和氢气还原氧化铜的两个化学反应请分析工业炼铁和氢气还原氧化铜的两个化学反应方程式，标出化合价变化情况，并完成下列空格。方程式，标出化合价变化情况，并完成下列空格。Fe2O3+3CO=2Fe+3CO2高温高温CuO+H2=Cu+H2O高温高温+3 +2 0 +4 +2 0 0 +1 Fe2O3作作_剂，在反应过程中剂，在反应过程中_电子，电子，被被_成成Fe；CO作作_剂。剂。CuO作作_剂，在反应过程中剂，在反应过程中_电子，电子，被被_成成Cu；H2作作_剂。剂。氧化氧化氧化氧化还原还原还原还原还原还原还原还原得到得到得到得到冶炼原理：冶炼原理：金属冶炼的实质是根据

4、金属冶炼的实质是根据_反应，反应，使金属矿物中的金属阳离子使金属矿物中的金属阳离子_电子生电子生成金属单质的过程：成金属单质的过程：Mnne =M。氧化还原氧化还原得到得到不同金属的冶炼，其冶炼方法也可能不同，主不同金属的冶炼，其冶炼方法也可能不同，主要原因是（要原因是（）A、金属在自然界中的分布不同、金属在自然界中的分布不同 B、金属在自然界中的含量不同、金属在自然界中的含量不同 C、金属在自然界中的存在形式不同、金属在自然界中的存在形式不同 D、金属的活动性不同、金属的活动性不同D请完成下列化学方程式，并思考以下几个问题：请完成下列化学方程式，并思考以下几个问题：（1）这种金属的冶炼方法称

5、为什么方法？这种金属的冶炼方法称为什么方法？（2）这种方法适用于什么类型的金属的冶炼？）这种方法适用于什么类型的金属的冶炼？（3）用这种方法冶炼金属有什么缺点？）用这种方法冶炼金属有什么缺点？MgCl2(熔融熔融)=电解电解Al2O3(熔融熔融)=电解电解冰晶石冰晶石NaCl(熔融熔融)=电解电解Mg+Cl2 2 4Al+3O2 2 2Na+Cl2（1）这种金属的冶炼方法称为什么方法？这种金属的冶炼方法称为什么方法？（2）这种方法适用于什么类型的金属的冶炼？）这种方法适用于什么类型的金属的冶炼？（3）用这种方法冶炼金属有什么缺点？）用这种方法冶炼金属有什么缺点？电解法。电解法。适合冶炼活动性很

6、强的金属（在金属适合冶炼活动性很强的金属（在金属活动性顺序表中排在活动性顺序表中排在Zn前的金属）。前的金属）。消耗大量的电能，成本较高。消耗大量的电能，成本较高。观察下列化学方程式，并思考以下几个问题：观察下列化学方程式，并思考以下几个问题：（1）这种金属的冶炼方法称为什么方法？这种金属的冶炼方法称为什么方法？（2）这种方法适用于什么类型的金属的冶炼？）这种方法适用于什么类型的金属的冶炼？（3）这种方法常用的还原剂有哪些？）这种方法常用的还原剂有哪些？CuO+H2=Cu+H2O高温高温Fe2O3+3CO=2Fe+3CO2高温高温（1）这种金属的冶炼方法称为什么方法？这种金属的冶炼方法称为什么

7、方法？（2）这种方法适用于什么类型的金属的冶炼？）这种方法适用于什么类型的金属的冶炼？（3）这种方法常用的还原剂有哪些？）这种方法常用的还原剂有哪些？热还原法。热还原法。适用于金属活动性介于适用于金属活动性介于MgCu之间的之间的大多数金属的冶炼。大多数金属的冶炼。C、CO、H2和和Al等。等。请完成下列化学方程式，并思考以下几个问题：请完成下列化学方程式，并思考以下几个问题：（1）这种金属的冶炼方法称为什么方法？这种金属的冶炼方法称为什么方法？（2）这种方法适用于什么类型的金属的冶炼？）这种方法适用于什么类型的金属的冶炼？（3）这些金属的氧化物的稳定性有什么特点？）这些金属的氧化物的稳定性有

8、什么特点？热分解法。热分解法。适用于冶炼金属活动性较差的金属（如适用于冶炼金属活动性较差的金属（如Hg和和Ag)。氧化物的稳定性差。氧化物的稳定性差。HgO =Ag2O =2 2Hg+O2 2 4Ag+O2 K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb(H)Cu Hg Ag Pt Au电解法电解法热还原法热还原法热分解法热分解法物理提取法物理提取法金属的冶炼方法金属的冶炼方法反应现象：剧烈反应，放出大量的热，发出耀眼的光，产生大量的烟纸漏斗被烧穿，沙子上落有黑色铁珠。反应方程式反应方程式：作用？作用？铝热剂铝热剂：铝粉与某些金属（比铝不活泼的金属）氧化物的混合物在高温下发生反应，放出大量

9、的热，其混合物称为铝热剂。铝热反应的特点铝热反应的特点：在高温下引燃后剧烈反应，放出大量的热，产生高温，是被还原的金属熔化，与熔渣分离，体现铝的还原性，氧化铝高熔点的性质。铝热反应：铝热反应：可简单认为是铝与某些金属氧化物在高热条件下发生的反应。3MnO2+4Al=3Mn+2Al2O3高温高温Cr2O3+2Al=2Cr+Al2O3高温高温3Co3O4+8Al=9Co+4Al2O3高温高温其它铝热反应其它铝热反应 电解的条件是：熔融熔融状态，而不是水溶液。电解熔融状态下的Nacl：2Nacl=2Na+cl2，熔融状态下的Nacl完全电离为Na+和cl-,离子做无规则自由运动，通电以后，自由移动的

10、离子做定向移动，Na+移向与电源负极相连的电极，cl-移向和电源正极相连的电极。若电解的是饱和的若电解的是饱和的Nacl溶液，情况怎么样溶液，情况怎么样呢？呢？NaCl(熔融熔融)=电解电解2 2Na+Cl2 电解饱和的电解饱和的Nacl溶液溶液：阴极：2H+2e-=H2阳极：2cl-2e-=cl2总反应：2 Nacl+2H2O=2NaOH+H2 +cl2冰晶石：冰晶石：Na3AlF6（助熔剂）（助熔剂）主要用于降低Al2O3的熔点。Al2O3溶于冰晶石以后可以在温度（940980）下进行电解，冰晶石在熔融状态时比铝轻，电解得到的铝沉在槽底，冰晶石浮于其上，起着防止铝被空气氧化的作用。金属矿物

11、和金属的利用金属矿物和金属的利用 有效使用金属产品、材料的主要途径：有效使用金属产品、材料的主要途径：提高金属矿物的利用率，减少金属的使用量。提高金属矿物的利用率，减少金属的使用量。加强金属资源的回收和再利用，使用其他材加强金属资源的回收和再利用，使用其他材料代替金属材料。料代替金属材料。回收金属的意义：回收金属的意义：（1）节约矿物资源；）节约矿物资源；（2）节约能源；）节约能源；（3）减少环境污染）减少环境污染学以致用 下列叙述错误的是（下列叙述错误的是（）A、炼铁时，还原剂、炼铁时，还原剂CO将铁从铁矿石中还原出来将铁从铁矿石中还原出来 B、活泼金属、活泼金属Na用电解法冶炼用电解法冶炼

12、 C、汞的冶炼只能用热还原法、汞的冶炼只能用热还原法 D、铝的冶炼一般用热还原法、铝的冶炼一般用热还原法 C、随堂训练1、下列各种冶炼方法中，可以制得相应、下列各种冶炼方法中，可以制得相应金属的是（金属的是（）A、加热氧化铝、加热氧化铝 B、加热碳酸钙、加热碳酸钙 C、电解熔融氯化钠、电解熔融氯化钠 D、氯化钠与铝粉高温共热、氯化钠与铝粉高温共热C随堂训练C2、宋朝初期，我国已将湿法炼铜应用于、宋朝初期，我国已将湿法炼铜应用于生产，其反应原理为（生产，其反应原理为（）A、CuO+H2=Cu+H2O B、CuO+CO=CO2+Cu C、Fe+CuSO4=Cu+FeSO4 D、Cu2(OH)2CO

13、3=2CuO+H2O+CO2随堂训练3、冶炼和提取金属常用以下几种方法：、冶炼和提取金属常用以下几种方法：以以C或或CO、H2作还原剂还原作还原剂还原 电解法电解法 热分解法热分解法 铝热反应铝热反应 物理提取法，现冶炼物理提取法，现冶炼和提取下列金属，试标明适宜的冶炼或提取方法。和提取下列金属，试标明适宜的冶炼或提取方法。Fe_；Mg_；Cu_；Hg_；Na_；Au_。随堂训练4、列反应原理不符合工业冶炼金属实际情况的是、列反应原理不符合工业冶炼金属实际情况的是 A、（）B、C、D、2 MgO=HgO =2 2Hg+O2 3MnO2+4Al=3Mn+2Al2O3高温高温电解电解2Mg+O2

14、Fe3O4+4CO=3Fe+4CO2高温高温 C随堂训练5、古代的、古代的“药金药金”外观与金相似，常被误以为是外观与金相似，常被误以为是金子，冶炼方法如下，将碳酸锌、赤铜（金子，冶炼方法如下，将碳酸锌、赤铜（Cu2O）、）、木炭按一定比例混合，加热到木炭按一定比例混合，加热到800充分反应后充分反应后得到金光闪闪的得到金光闪闪的“药金药金”。（1）药金的主要成分是）药金的主要成分是_。（2）有关冶炼的化学方程式是）有关冶炼的化学方程式是_。铜、锌铜、锌ZnCO3=ZnO+CO2 高温高温2Cu2O+C=4Cu+CO2高温高温2ZnO+C=2Zn+CO2高温高温6下列说法正确的是()A使元素由

15、化合态转化成游离态的过程就是还原的过程B高炉炼铁的原料有铁矿石、焦炭和空气，工业上就是用焦炭还原铁矿石以制得生铁C电解熔融氧化铝时，每还原出1 kg铝，必有111 mol电子转移D工业上常用电解NaCl水溶液的方法制取金属钠C7钾是一种非常活泼的金属，易与氧气反应生成超氧化钾(KO2)，KO2具有很强的氧化性可与钾反应而发生爆炸。在理论上我们可以用电解熔融的KCl的方法来制备金属钾，而实际我们不用此法制备钾，而用熔融状态下的KCl与Na反应并及时抽走钾蒸气的方法制备钾，可能的原因有以下四种，其中正确的是()钾易溶于熔融的钾盐中；钾蒸气易逸出而污染环境；钾被氧化后的产物与钾反应具有爆炸性；抽走钾蒸气时有利于钠与熔融的KCl反应A全部 BC DA8用铝热法还原下列氧化物，制得金属各1 mol，消耗铝最少的是()AMnO2 BWO3CCr2O3 DCo3O4D