金屬礦物的開發利用第1課時第一節自然資源的開發利用1.了解金屬在自然界中的存在形式，理解金屬冶煉的一般原理，掌握活潑性不

同的金屬冶煉的一般方法，形成金屬冶煉方法知識模型，培養證據推理與模

型認知能力。2.了解鋁的冶煉原理。1.活潑性不同的金屬冶煉的一般方法。2.鋁的生產流程。[學習目標][重點難點]生活生產國防科技情境導入應用廣泛的金屬赤鐵礦(Fe2O3)磁鐵礦(Fe3O4)黃鐵礦(FeS2)黃銅礦(CuFeS2)鋁土礦(Al2O3)自然金自然鉑隕鐵金屬元素在自然界中有哪些存在形式？1.金屬元素在自然界中的存在形態游離態：金、鉑等極少數金屬；化合態：絕大多數金屬元素。2.金屬的冶煉純鐵利用氧化還原反應化合態游離態

Mn＋＋ne－→M目標一

金屬礦物的開發利用金礦Au鉑礦Pt赤鐵礦(Fe2O3)金屬元素鋁土礦(Al2O3)軟錳礦(MnO2)思考1金屬的存在狀態和活潑性金屬越活潑越難被還原，使用的時間越晚。3.金屬的冶煉方法

根據下圖人類冶煉金屬的歷史時間分析推測人類發現和使用金屬材料受哪些因素的影響？為什么？KCaNaMgAlZnFeSnPb(H)CuHgAgPtAu電解法熱還原法熱分解法物理方法與金屬的存在狀態和活潑性有關

古法煉汞電解制鈉古法煉鐵淘金3.金屬的冶煉方法KCaNaMgAlZnFeSnPbCuHgAg

PtAu(1)

熱分解法(不活潑的金屬Hg、Ag)2HgO2Hg+O2↑2Ag2O4Ag+O2↑HgSHg+S古代煉丹術士葛洪的《抱樸子》中“丹砂(HgS)燒之成水銀”3.金屬的冶煉方法(2)熱還原法(Zn—Cu中等活潑金屬

)【回顧】初中已經學過的高爐煉鐵和氫氣還原氧化銅。Fe2O3+3CO2Fe+3CO2

高溫CuO+H2Cu+H2O高溫常用的還原劑有：CO、H2、C、活潑金屬KCaNaMgAlZnFeSnPbCuHgAg

PtAu3.金屬的冶煉方法Fe2O3+2Al2Fe+Al2O3高溫鋁熱反應

應用：

焊接鋼軌

冶煉金屬(3)電解法(KCaNaMgAl很活潑的金屬

)2NaCl(熔融)2Na+Cl2↑電解MgCl2(熔融)Mg+Cl2↑電解2Al2O3(熔融)4Al+3O2↑電解冰晶石溫馨提示：冰晶石（Na3AlF6）降低熔化Al2O3所需溫度，降低能耗。KCaNaMgAlZnFeSnPbCuHgAg

PtAu3.金屬的冶煉方法結合下列表格物質的熔沸點數據分析，為什么冶煉鎂時，選擇MgCl2而不是MgO？為什么冶煉鋁時，選擇Al2O3而不是AlCl3？思考2物質MgOAl2O3MgCl2AlCl3熔點/℃28522054714190（以分子形式存在）沸點/℃360029801412180MgO熔點高，耗能多AlCl3是共價化合物，熔融狀態下不導電。(4)其他方法：濕法煉銅火法煉銅信州鉛山縣有苦泉，流以為澗。其水熬之，則成膽礬，烹膽礬則成銅。熬膽礬鐵釜，久之異化為銅。——沈括《夢溪筆談》用礦(硫化礦，主要成分為Cu2S)二百五十籮……入大旋風爐，連烹(灼燒)三日三夜，方見成銅。——明·陸容《菽園雜記》千淘萬漉雖辛苦，吹盡狂沙始到金。美人首飾侯王印，盡是沙中浪底來。——劉禹錫《浪淘沙》極不活潑的金屬，如金、鉑物理方法3.金屬的冶煉方法Fe＋CuSO4===FeSO4＋Cu判斷正誤(1)在自然界中金屬元素都以化合態的形式存在(

)(2)利用化合物冶煉金屬時，金屬元素一定發生還原反應(

)(3)在地殼中含量越多的金屬元素，人類利用的越早(

)(4)可以通過電解飽和食鹽水的方法獲取金屬鈉(

)(5)鋁熱反應的本質是用鋁將活潑性比鋁弱的金屬從其化合物中置換出來(

)×練習1√√××冶煉金屬常用以下幾種方法：①以C、CO或H2作還原劑；②電解法；③熱分解法。下列金屬各采用哪種方法？(1)Fe、Zn、Cu等相對較活潑金屬：____(填序號，下同)。(2)Na、Mg、Al等活潑金屬：____。(3)Hg、Ag等不活潑金屬：____。練習2①②③金屬鋰是密度最小的金屬，等質量的金屬鋰能釋放出更多的電子，故常用來制造高能量電池。已知鋰的金屬性介于鈉和鎂之間，則冶煉金屬鋰可以采用的方法是_______。練習3電解法鋰的金屬性介于鈉和鎂之間，其冶煉方法應與鈉和鎂的冶煉方法(電解法)相同。金屬冶煉方法與金屬活潑性關系歸納總結目標二合理開發和利用金屬礦物資源礦石冶煉過程中的“三廢”問題估計一些礦物可開采的年限1.原因(1)金屬礦物資源有限且分布不均勻。(2)冶煉金屬的過程中會消耗大量能量且易造成環境污染。(3)金屬腐蝕現象嚴重會造成大量損失。目標二合理開發和利用金屬礦物資源計算表明，生產1mol鋁消耗的電能至少為1.8×106J，回收鋁制飲料罐得到鋁與從鋁土礦得到鋁相比，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，你想到了什么？思考1啟示2：金屬冶煉必須考慮廢棄物的處理對環境的影響，走可持續發展道路。啟示1：加強廢舊金屬的回收和再利用是合理利用金屬資源的重要途徑。2.金屬礦物資源的開發和利用措施(1)提高金屬礦物的利用率。(2)開發環保高效的金屬冶煉方法。(3)防止金屬的腐蝕。(4)使用其他材料代替金屬材料，減少金屬的使用量。(5)加強廢舊金屬的回收和再利用。Al2O3

Fe2O3

SiO2MgO過濾過量鹽酸SiO2AlCl3FeCl3MgCl2NaOH溶液過濾Fe(OH)3Mg(OH)2NaAlO2NaClNaOHCO2過濾Al(OH)3NaHCO3NaCl加熱Al2O3電解Al思考2

鋁元素在地殼中主要以鋁土礦（主要成分是Al2O3，含SiO2、Fe2O3、MgO等雜質）的形式存在，那么如何從鋁土礦中提取鋁呢？1.酸溶法工業流程寫出與Al有關的離子方程式。①__________________________；②__________________________；③_________________________________________。Al2O3＋6H＋==2Al3＋＋3H2O

思考2

鋁元素在地殼中主要以鋁土礦（主要成分是Al2O3，含SiO2、Fe2O3、MgO等雜質）的形式存在，那么如何從鋁土礦中提取鋁呢？Al2O3

Fe2O3

SiO2MgONaOH溶液Fe2O3MgONaAlO2Na2SiO3NaOH鹽酸H2SiO3NaClAlCl3氨水Al(OH)3過濾過濾過濾NH4ClNaCl加熱Al2O3Al電解2.堿熔法工業流程寫出與Al有關的離子方程式。④___________________________；⑤___________________________；⑥_________________________________。

工業上用鋁土礦(主要成分為Al2O3，還有少量的Fe2O3等雜質)提取氧化鋁作冶煉鋁的原料，提取的操作過程如下：練習(1)Ⅰ和Ⅱ步驟中分離溶液和沉淀的操作為_____，所用到的玻璃儀器是___________________________。(2)沉淀M中除含有泥沙外，一定還含有______，固體N是______。過濾燒杯、漏斗、玻璃棒泥沙、Fe2O3NaAlO2

Al2O3Fe2O3Al2O3工業上用鋁土礦(主要成分為Al2O3，還有少量的Fe2O3等雜質)提取氧化鋁作冶煉鋁的原料，提取的操作過程如下：練習泥沙、Fe2O3NaAlO2

Al2O3(3)濾液X中，含鋁元素的溶質的化學式為_______，它屬于____(填“酸”“堿”或“鹽”)類物質。(4)實驗室里通常向AlCl3溶液中加入______(填“氨水”或“NaOH溶液