高一—人教版—化學—必修第二冊—第八章第一節

自然資源的開發利用第1課時金屬礦物的開發利用

主講人：1.通過金屬冶煉原理的學習和冶煉方法的歸納，理解氧化還

原反應在金屬礦物開發中的應用，構建金屬冶煉的思維模型。2.通過鋁的冶煉成本的計算，認識合理開發和利用金屬資源

的重要性和必要性。學習目標國防科技圖片來源于網絡金屬生活生產藍銅礦Cu3(CO3)2(OH)2

赤鐵礦Fe2O3

螢石CaF2一、金屬元素在自然界中的存在形式化合態（絕大多數）圖片來源于網絡游離態天然金Au天然鉑Pt二、金屬冶煉1.定義：將金屬從其化合物中還原出來，用于生產各種金

屬材料的過程。2.實質：

Mn＋＋ne-

→M3.一般步驟：采礦→礦石富集→金屬冶煉→精煉K

Ca

Na

Mg

Al

Zn

Fe

Sn

Pb

Cu

Hg

Ag

Pt

Au

約3000年前鐵器時代【思考】請分析推測人類發現和使用金屬材料，可能受哪些因素的影響？為什么？金屬在自然界中的存在狀態和金屬的活潑性。因為金屬越活潑還原性就越強，其離子的氧化性越弱，得電子能力越弱，就越難被還原，故使用的時間越晚。約6000年前青銅時代約200年前人類冶煉金屬歷史時間：4.金屬冶煉的一般方法K

Ca

Na

Mg

Al電解法閱讀課本r98總結金屬冶煉常用方法Pt

Au物理方法Hg

Ag熱分解法Zn

Fe

Sn

Pb

Cu圖片來源于網絡熱還原法4.金屬冶煉的一般方法淘金原理：金的密度比沙大《浪淘沙》

-劉禹錫日照澄洲江霧開，淘金女伴滿江隈。

美人首飾侯王印，盡是沙中浪底來。 K

Ca

Na

Mg

Al

Zn

Fe

Sn

Pb

Cu

Hg

Ag

Pt

Au

(1)物理方法—富集(極不活潑金屬Pt

、Au)視頻來源于網絡4.金屬冶煉的一般方法(2)熱分解法(不活潑的金屬Hg

、Ag

)

古代煉丹術士葛洪的《抱樸子》中“丹砂(HgS)

燒之成水銀”

K

Ca

Na

Mg

Al

Zn

Fe

Sn

Pb

Cu

Hg

Ag

Pt

Au

4.金屬冶煉的一般方法(3)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。

常用的還原劑有：CO

、H2

、C

、

活潑金屬 K

Ca

Na

Mg

Al

Zn

Fe

Sn

Pb

Cu

Hg

Ag

Pt

Au

鋁熱反應高溫4.金屬冶煉的一般方法實驗現象：1.鎂條劇烈燃燒。2.氧化鐵與鋁粉發

生劇烈反應，放出

大量的熱，放出耀

眼的白光。3.紙漏斗被燒穿，有熔融物落入沙中。鋁熱反應：視頻來源于網絡MnO2Cr2O3

【思考】鎂條與氯酸鉀的作用分別是什么？鎂條為引燃劑，氯酸鉀為助燃劑；應用：

焊接鐵軌，冶煉金屬。圖片來源于網絡法國皇帝拿破侖是一個喜歡炫耀自己的人。他常常大擺宴席，宴請天

下賓客。每次宴會，他總是擺出一

副高人一等的樣子。餐桌上的用具

幾乎全是用銀制成的，唯有他自己

用的那一個碗卻是鋁制品。為什么

貴為法國皇帝，在當時卻不用高貴

而亮麗的銀碗，而用色澤要暗得多

的鋁碗呢？材料3：1886年，美國大學生霍爾和法國大學生埃魯各自獨立地研究

出電解制鋁法，通過電解熔融氧化鋁的方法成功制得鋁。在實驗中霍

爾發現向氧化鋁中加入冰晶石，可以把氧化鋁熔點降低，這一創新方

法大大降低了能耗，冶煉鋁的成本大大降低，從此鋁制品這一曾經的

奢侈品走進了千家萬戶，可謂“

舊時王謝堂前燕，飛入尋常百姓家”。材料2：1827年，德國化學家維勒將金屬鉀和無水氯化鋁共熱，冷卻

后投入水中，得到銀灰色的金屬鋁粉末。30年后，法國化學家德維

爾用金屬鈉還原氯化鋁，使鋁成為工業產品。但當時金屬鈉價格昂

貴，導致鋁比黃金還要貴好幾倍。材料1：有人說，如果時光可以倒流，他最想做的事情是背上行囊，

裝滿鋁，回到拿破侖時代換回許多金子。 K

Ca

Na

Mg

Al

Zn

Fe

Sn

Pb

Cu

Hg

Ag

Pt

Au

金屬冶煉實質：

Mn＋＋ne-

→M適用于Na

，Mg

，Al等非

常活潑的金屬，一般還

原劑難以將其還原出來適用于Fe

，Cu等中等

活潑性的金屬。外加電源（電解法）最強有力的氧化還原手段還原劑：CO

、H2、C

、活潑金屬等4.金屬冶煉的一般方法材料3：1886年，美國大學生霍爾和法國大學生埃魯各自獨立地研究

出電解制鋁法，通過電解熔融氧化鋁的方法成功制得鋁。在實驗中霍

爾發現向氧化鋁中加入冰晶石，可以把氧化鋁熔點降低，這一創新方

法大大降低了能耗，冶煉鋁的成本大大降低，從此鋁制品這一曾經的

奢侈品走進了千家萬戶，可謂“

舊時王謝堂前燕，飛入尋常百姓家”。【思考】請根據材料3

，寫出上述過程中冶煉鋁的化學方程式。電解

冰晶石(4)

電解法(很活潑的金屬

)電解

K

Ca

Na

Mg

Al

Zn

Fe

Sn

Pb

Cu

Hg

Ag

Pt

Au

4.金屬冶煉的一般方法圖片來源于網絡冰晶石電解【思考】為什么工業上冶煉鎂時電解熔融MgCl2而不是MgO？而冶煉鋁時電解Al2O3冰晶石熔融混合物而不是AlCl3

？已知有關物質的熔點數據如下表:MgO熔點高，MgCl2熔點低，耗能少，成本低。AlCl3雖然熔點低，但其是共價化合物，熔融狀態下

不導電。物質MgCl2MgOAlCl3Al2O3熔點/oC71428521902054三、合理開發和利用金屬礦物資源【思考與討論】計算表明，生產1mol鋁消耗的電能至少為1.8×106

J

，回

收鋁制飲料罐得到鋁與從鋁土礦相比，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，并結合圖8-1和圖8-2

，你想到了什么？圖8-2圖8-11.從鋁土礦制鋁消耗的能量要遠遠高于回收鋁制飲料罐得到鋁消

耗的能量，因而實際生產過程中必須考慮投入與產出，要考慮成本。2.加強廢舊金屬的回收和再利用是合理開發和利用金屬資源的重

要途徑。要樹立金屬垃圾也是一種寶貴資源的理念。在日常生活中，

要大力倡導金屬垃圾的分類回收和再利用，養成自覺珍惜自然資源、

節約資源、愛惜環境和保護環境的意識。3.

實際工業生產中，從金屬礦物到純凈金屬的冶煉過程是一個復

雜的過程，往往涉及許多其他物質和反應，在得到所需產品的同時。

也會產生廢棄物。因此必須考慮廢棄物的處理和生產對環境的影響，

形成綠色化學觀念和可持續發展意識。【歸納】合理開發和利用金屬礦物資源的措施：(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)加強金屬資源的回收和再利用(5)使用其他材料代替金屬材料，減少金屬的使用量練習1.北宋沈括《夢溪筆談》

中記載：“信州鉛山有苦泉，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”。

下列

有關敘述錯誤的是A．膽礬的化學式為CuSO4B．膽礬可作為濕法冶銅的原料C．“熬之則成膽礬”是濃縮結晶過程D．“熬膽礬鐵釜，久之亦化為銅”是發生了置換反應練習2.

下列各種冶煉方法中，可以制得相應金屬的是(

B

)A.

加熱氧化鋁

B.

電解熔融氯化鈉C.

加熱碳酸鈣

D.氯化鈉與鋁粉高溫共熱練習3.

冶煉金屬一般有下列四種方法：①焦炭法②水煤氣(或氫氣或一氧化碳)法③活潑金屬置換法④電解法。四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)從光鹵石中煉鎂，對它們的冶煉方法

的分析不正確的是(

B)A.(Ⅰ)用①B.(Ⅱ)用②C.(Ⅲ)用③D.(Ⅳ)用④1.金屬冶煉實質：

Mn＋＋ne

-

→M2.金屬冶煉的常用方法：K

Ca

Na

Mg

Al

Zn

Fe

Sn

Pb

Cu電解法熱還原法3.合理開發和利用金屬礦物資源【課堂小結】金屬礦物的開發利用Pt

Au物理方法Hg

Ag熱分解法謝謝觀看！第一節

自然資源的開發利用第1課時金屬礦物的開發利用（答疑）廣州大學附屬中學蔡泉林高一—人教版—化學—必修第二冊—第八章練習與應用1.

下列說法中正確的是(

A)A

．金屬的冶煉原理，就是利用氧化還原反應原理，在一定條件下將

金屬從其化合物中還原出來B

．冶煉金屬時，必須加入一種物質作為還原劑C

．金屬由化合態變為游離態，可能被還原，也可能被氧化D

．金屬單質被發現和應用得越早，其在地殼中的含量越大練習與應用2.

下列關于金屬冶煉的說法正確的是(

D)A

．由于Al的活潑性強，故工業上采用電解熔融AlCl3

的方法生產AlB

．可以用鈉加入氯化鎂溶液中制取鎂C

．煉鐵高爐中所發生的反應都是放熱的，故無需加熱D

．金屬冶煉的方法由金屬的活潑性決定練習與應用3

.以輝銅礦(Cu2S)為原料冶煉銅，其反應原理可表示為Cu2S＋O2

2Cu+SO2

。下列說法不正確的是(C

)A

．化合價發生變化的元素有3種B

．Cu2S在該反應中既是氧化劑又是還原劑C

．1mol

O2參加反應時，上述反應轉移電子總物質的量為4molD

．SO2被分離、回收后氧化生成SO3

，作為制取硫酸的原料–+

1

–2

0

高溫

0+4

2A