金属资源的开发与利用
人教版高中化学必修二课件金属的开发和利用
•
钙 铀 云 母 蓝铜矿
钼 铅 矿
赤铜矿
•
孔雀石
一、金属矿物的开发和利用 自然界中的金属大都以化合态存在
金属的冶炼:
用化学的方法把化合态的金属变成游离态金属
冶炼原理：Mn+ + ne•
M
思考与交流：
请举例说明: 你都学过哪些化学反应, 可以将金属从化合态转变 成游离态?
•
1、热分解法（适合一些不活泼金属）
•
实验 现象
化学方 程式
高温
铝热反应的应用
铝热反应的原理可以应用在生产上，如用于焊接 钢轨等。在冶金工业上也常用这一反应原理，使铝与 金属氧化物反应，冶炼锰、铬、钴等 •
3MnO2+4Al === 3Mn+ 2Al2O3 Cr2O3+2Al === 2Cr + Al2O3 3Co3O4+8Al === 9Co + 4Al2O3
高温 高温
高温
•
根据金属的活泼性不同选 择不同的冶炼方法
K Ca Na Mg Al Zn Fe SnPb (H) Cu Hg Ag Pt Au
电解法
热还原法
（C,CO,H2,Al等）
热分 物理提 解法 取法
冶炼方法的选择:简单,实用,节省,环保
•
以铝为例，生产一吨原铝至少要消耗四吨铝土矿 资源。当前全球原铝的年产量约2500万吨，年消 耗铝土矿超过一亿吨，如果照此发展下去，地球 上的铝土矿资源就会越来越少，直至有一天枯竭。 如果人类消费的铝能够回收利用，只要回收利用 量达到产量的二分之一，每年就将减少铝土矿消 耗量约5000万吨，这对保护全球铝土矿资源具有 极为重要的意义。其次，利用废杂原料生产一吨 合金铝锭与用铝土矿原料生产一吨原铝锭相比， 可以节省95％以上的能源消耗。
第一节 第1课时 金属矿物的开发利用
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3.金属活动性顺序与金属冶炼方法的关系
金属的活动 性顺序 金属原子 失电子能力 金属离子 得电子能力 主要冶 炼方法 电解法 热还原法 K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb (H) Cu 强→弱 Hg Ag Pt Au
弱→强
热分解法
物理方法
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【针对训练 2】 如图为铝热反应的实验装置, 请回答下列问题: ( 纸漏斗中铺在氧化铁和铝粉的混合物上面 1) 的物质是 。 ( 引发铝热反应的操作为 2) 。 ( 若将氧化铁换成氧化镁, 3) 该反应能否发生? ( 填“能”或“不能”)理由 , 是 。 ( 铝热反应的用途有哪些? 4) 。 解析: (1)铺在 Fe2O3 和 Al 粉混合物上面的物质是 KClO3, 作用是引发铝热反应。
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资源开发
勿忘环保
中国政府网 2011 年 1 月 19 日报道, 为加强我国稀土、铁矿资源的 保护和合理利用, 根据《矿产资源法》等法律法规, 国土资源部近日决定 在我国离子型稀土资源集中分布的江西省赣州市划定首批稀土矿产国 家规划区, 在钒钛磁铁矿资源集中分布的四川省攀西地区划定首批铁矿 国家规划矿区。其中, 攀枝花钒钛磁铁矿国家规划矿区面积约为 200.76 平方公里, 白马钒钛磁铁矿国家规划矿区面积约为 266.18 平方公里。 作为我国第二大铁矿矿区的攀西地区, 蕴藏着丰富的钒钛磁铁矿资 源。据 2009 年底的统计数据显示, 攀西地区已探明的铁矿石储量矿近 99 亿吨, 钒钛磁铁矿储量近 70 亿吨。
采矿业中的矿产资源开发与利用案例分析
采矿业中的矿产资源开发与利用案例分析在采矿业中，矿产资源的开发与利用是一个至关重要的环节。
正确的开发与利用矿产资源，不仅可以带来经济效益，还能保护环境、可持续发展。
本文将通过分析一些案例，探讨采矿业中的矿产资源开发与利用的情况，以期能够提供一些有益的思考和启示。
1. 案例一：铜矿的开发与利用铜矿是一种重要的金属矿产资源，广泛应用于建筑、电子、交通等领域。
某国家在铜矿资源方面具有较为丰富的储备，因此开展了大规模的铜矿开发。
在开发过程中，该国采取了一系列措施，如科学的选矿技术和高效的矿石处理工艺，充分实现了资源的高效开发和利用。
同时，他们还注重环境保护，采取了封闭式采矿和尾矿的资源化利用等措施，以降低对环境的影响。
2. 案例二：煤炭资源的开发与利用煤炭是世界上最为广泛使用的能源资源之一，对经济发展起着至关重要的作用。
某国家通过对煤炭资源进行科学开发与利用，取得了显著的成果。
首先，他们进行了充分的地质勘探，确定了煤炭储量和分布情况。
其次，他们引进了先进的采矿设备和技术，提高了矿井的开采效率。
同时，他们还大力推行清洁煤技术，减少了煤炭燃烧对环境的污染。
3. 案例三：稀土矿的开发与利用稀土矿是一类具有重要战略意义的矿产资源，广泛应用于高新技术领域。
某国在稀土矿资源方面具有较大的储量，通过科学的矿石选别和提纯技术，成功实现了稀土资源的高效开发与利用。
同时，他们注重环境保护，在开采过程中采取了封闭式采矿和资源的综合利用，以减少对环境的破坏。
此外，他们还鼓励稀土矿的加工和高值化利用，提高了资源的附加值。
4. 案例四：油气资源的开发与利用油气资源是一种重要的能源资源，对于各国的发展至关重要。
某国在油气资源开发方面取得了显著的成果。
他们通过引进先进的勘探技术和管理经验，大规模发现了潜在的油气储量。
在开发过程中，他们注重环境保护，采用了先进的开采技术和环保设备，减少了对生态系统的破坏。
同时，他们还鼓励油气资源的多元利用，通过提炼石油化工和发展天然气等方式，实现了资源的综合利用。
金属元素的提取与利用的原理和应用实例
金属元素的提取与利用的原理和应用实例金属元素是指具有良好导电性、导热性和延展性的元素，广泛存在于地球上的自然界和人工材料中。
金属元素的提取与利用是矿业和冶金工业的重要领域，涉及到资源开发、矿石矿物处理、冶炼与提纯等过程。
本文将介绍金属元素的提取与利用的原理和一些应用实例。
一、金属元素的提取与利用原理1、矿石矿物处理原理矿石是含有金属元素的天然矿物集合体，在提取金属元素之前需要对矿石进行处理。
常见的矿石处理方法包括物理选矿、化学选矿和生物选矿。
物理选矿是利用矿石中金属元素与其他矿物的物理性质差异进行分离的方法，如重分选、磁选、浮选等。
化学选矿是通过化学反应将金属元素从矿石中溶解出来，如氰化法提取金。
生物选矿是利用微生物的作用，将矿石中的金属元素转化为可溶性形态，如生物氧化法提取铜。
2、冶炼与提纯原理在矿石处理后，需要对金属元素进行冶炼与提纯。
冶炼是将矿石中的金属元素转化为金属物质的方法，提纯是将金属物质中杂质去除，获得高纯度金属的方法。
常见的冶炼方法有火法、湿法和电解法。
火法是通过高温将矿石氧化还原，使金属元素与矿石分离，如焙烧、熔融等。
湿法是利用溶剂将金属元素从矿石中溶解出来，如氰化法、浸出法等。
电解法是利用电解过程将金属离子还原为金属，如电解铜、电解铝等。
3、金属元素的应用原理金属元素具有良好的导电性、导热性和延展性，广泛应用于各个领域。
不同金属元素的应用特点和原理各不相同。
例如，铁是人类最早使用的金属之一，其具有良好的强度和可塑性，广泛应用于建筑、制造业和交通运输领域。
铝具有轻质和良好的耐腐蚀性，在航空航天、汽车制造和包装等领域有重要应用。
铜是导电性能最好的金属之一，被广泛应用于电气、通信和电子领域。
二、金属元素的应用实例1、铁的应用实例铁主要用于制造钢铁材料，在建筑、桥梁、船舶和汽车制造等行业得到广泛应用。
例如，钢铁结构广泛应用于高层建筑和大型桥梁，能够提供强大的支撑力和抗震性。
2、铝的应用实例铝具有轻质、良好的导电性和耐腐蚀性，在现代工业中应用广泛。
自然资源的开发利用(教学课件)——高中化学人教版必修第二册
三 、煤、石油和天然气的综合利用煤、石油和天然气仍是人类使用的主要能源，同时它们也是重要的化工原料。 202X年全球一次能源消费份额(百分比)
不可再生能源一次能源污染大，利用率低
石油33%煤炭 27%天然气24%
直接做燃料变成化工原料合成材料
煤 、 石 油 、 天 然 气
化
加
剂
热
催
多种碳氢化合物组成的混合物，成分复杂，需要先在炼油厂进行精炼。
3.石油：
催化剂
石油的分馏
汽 油 发 动 机 的 燃 料飞机燃料煤 油 炉 的 燃 料柴 油 发 动 机的 燃 料蒸 馏各 种 化 工 原 料
Cs-Cn汽 油Ci-C煤 油C15 柴 油柴油压料 油
晶
二
电 解 法 ——适用于钾、镁、钠、铝等非常活泼金属的冶炼
热还原法 ——适用于金属活动性顺序表中部的金属冶炼高温下使用还原剂将金属(较活泼)从其化合物中还原出来的方法。(1)非金属还原法：(焦炭、C O、H₂)
Fe₂O₃+3Co 2Fe+3CO₂高 温2CuO+C =2Cu+CO₂个高温CuO+H₂ =Cu+H₂O(2)活泼金属还原法：铝 热 反 应2Al+Fe₂O₃=2Fe+Al₂O₃
热分解法：——适用于不活泼的金属冶炼2HgO全2Hg+O₂ 个 2Ag₂O全4Ag+O₂个
化学下册《金属资源的利用和保护》教案
化学下册《金属资源的利用和保护》教案第一章：金属的性质和用途1.1 学习金属的基本性质，如导电性、导热性、延展性等。
1.2 探究金属的用途，如铁用于建筑、铝用于航空等。
1.3 了解金属的回收和再利用的重要性。
第二章：金属的冶炼和提取2.1 学习金属的冶炼原理，如电解法、热还原法、置换法等。
2.2 探究金属提取过程中的环保问题，如废气、废水的处理。
2.3 了解我国金属冶炼产业的现状和发展趋势。
第三章：金属的腐蚀与防护3.1 学习金属腐蚀的原因，如化学腐蚀、电化学腐蚀等。
3.2 探究金属防护的方法，如涂层保护、阴极保护等。
3.3 了解金属腐蚀对环境和资源的影响。
第四章：金属资源的开发和利用4.1 学习金属资源的分类，如金属矿床、金属废料等。
4.2 探究金属资源的开采和加工技术，如露天开采、提炼加工等。
4.3 了解金属资源利用的可持续性发展。
第五章：金属资源的保护与回收5.1 学习金属资源保护的重要性，如防止过度开采、保护生态环境等。
5.2 探究金属回收的方法和设备，如废金属回收、金属提炼设备等。
5.3 了解我国金属资源保护的政策和措施。
第六章：金属的物理性质与应用6.1 学习金属的密度、熔点、沸点等物理性质。
6.2 探究金属在建筑、电子、交通等领域的应用。
6.3 了解金属物理性质对应用领域的影响。
第七章：金属的化学性质与反应7.1 学习金属的化学活性，如金属与酸、金属与氧化剂的反应。
7.2 探究金属的化学反应原理，如氧化还原反应、置换反应等。
7.3 了解金属化学性质在实际应用中的意义。
第八章：金属的力学性能与加工8.1 学习金属的强度、韧性、硬度等力学性能。
8.2 探究金属加工的方法，如铸造、锻造、焊接等。
8.3 了解金属力学性能与加工工艺的关系。
第九章：金属的环保问题与解决方案9.1 学习金属生产过程中产生的环境污染问题，如废气、废水、废渣等。
9.2 探究金属环保问题的解决方案，如改进工艺、设备升级等。
《金属资源的利用和保护》教学设计
《金属资源的利用和保护》教学设计一、教学目标1、知识与技能目标（1）了解常见金属如铁、铝、铜等的矿石。
（2）掌握炼铁的原理及实验。
（3）知道金属锈蚀的条件以及防止金属锈蚀的简单方法。
2、过程与方法目标（1）通过对常见金属矿石的观察和分析，培养学生的观察能力和分析归纳能力。
（2）通过对炼铁原理的实验探究，培养学生的实验操作能力和科学探究精神。
3、情感态度与价值观目标（1）增强学生对金属资源保护重要性的认识，树立珍惜资源、保护环境的意识。
（2）培养学生的创新意识和合作精神。
二、教学重难点1、教学重点（1）炼铁的原理。
（2）金属锈蚀的条件及防护措施。
2、教学难点（1）对炼铁原理实验的理解和分析。
（2）探究金属锈蚀条件的实验设计和分析。
三、教学方法讲授法、实验法、讨论法、探究法四、教学过程1、导入新课展示一些常见的金属制品，如铁锅、铝合金门窗、铜导线等，提问学生这些金属制品是如何得到的，从而引出本节课的主题——金属资源的利用和保护。
2、讲授新课（1）金属资源的存在形式①介绍地球上金属资源的分布情况，说明大多数金属以化合物的形式存在于矿石中。
②展示常见金属如铁、铝、铜的矿石图片，如赤铁矿（主要成分是氧化铁）、磁铁矿（主要成分是四氧化三铁）、铝土矿（主要成分是氧化铝）、辉铜矿（主要成分是硫化铜）等，让学生观察并说出它们的主要成分。
（2）炼铁的原理①讲解炼铁的原料：铁矿石、焦炭、石灰石、空气。
②通过多媒体演示炼铁的过程，让学生了解炼铁的主要反应原理。
③进行炼铁原理的实验：将一氧化碳通入氧化铁粉末中并加热，观察实验现象，写出化学方程式：Fe₂O₃＋ 3CO 高温 2Fe ＋ 3CO₂。
④组织学生讨论实验中的注意事项，如尾气处理、实验操作顺序等。
（3）金属的锈蚀①展示生锈的铁钉、铜制品等，提问学生金属锈蚀的现象和危害。
②引导学生设计实验探究铁生锈的条件：准备三支试管，第一支试管中放入铁钉和干燥的空气，第二支试管中放入铁钉和水，第三支试管中放入铁钉、水和空气，观察铁钉的锈蚀情况。
金属资源的利用和保护
混合物的质量
=
纯净物的质量分数
1、现有磁铁矿(Fe3O4)、黄铁矿(FeS2)、 赤铁矿(Fe2O3)，请你从多角度分析三种 矿石中________不适合用来炼铁，原因 是____铁3200吨，需要 含氧化铁质量分数为80%的赤铁矿石多少吨？ 生铁—铁—氧化铁—赤铁矿石
石灰水
例1、1000t含杂质20%的赤铁矿石中含 氧化铁的质量是多少？
氧化铁的质量： 1000t× （ 1- 20% ）=800t 纯物质的质量= 不纯物质的质量×纯物质的质量分数
例2、计算多少吨生铁中含铁的质量分数
为96%，含铁560t？ 生铁的质量： 560t÷96%=583.3t
不纯物质的质量=
1、实验开始时，为什么要先通
一会儿CO后点燃酒精灯？
除尽试管内的空气， 否则加热可能会引起 爆炸。
2、现象？
红棕色固体慢慢变为 黑色，澄清石灰水变 浑浊。
3、反应后生成的物质是什么，如何检验？
生成物是铁和二氧化碳
证明方法：能被磁铁吸引 的是铁，能使澄清石灰水 变浑浊的是二氧化碳。
4、反应原理。
黄铁矿矿石(产地新疆）
黄铁矿（FeS2愚人金）
浅色闪锌矿(ZnS)
淡红银矿(Ag3AsS3)
二、 金属的冶炼
1. 金属冶炼的实质
用还原的方法，使金属化合物中的 金属阳离子得到电子变成金属原子。
人们日常应用的金属材料，多为合金或纯金属， 这就需要把金属从矿石中提炼出来，这就是人们常说 的金属的冶炼。
铁的治炼
将实验室用一氧化碳还原氧 化铁实验与工业炼铁结合起来 实验过程的主要环节 – 反应原理 – 反应条件 – 实验装置 – 实验顺序 – 尾气处理 – 焦炭的作用
金属冶炼中的资源回收与循环利用
环利用可以减少环 境污染，提高资源利用率
协同发展的策略与实践
政策支持：政府出 台相关政策，鼓励 企业进行资源回收 与循环利用
技术创新：研发新 技术，提高资源回 收效率，降低成本
产业链合作：上下 游企业加强合作， 实现资源共享和循 环利用
公众参与：提高公 众对资源回收与循 环利用的认识，鼓 励公众参与资源回 收与循环利用
协同发展的政策支持
政府出台相关政策，鼓励企业 进行资源回收与循环利用
提供税收优惠，降低企业成本
设立专项资金，支持企业进行 技术研发和设备更新
加强监管，确保企业按照规定 进行资源回收与循环利用
协同发展的未来展望
技术进步：提高资源回收效率，降低成本 政策支持：政府加大对循环经济的支持力度 市场需求：循环经济产品市场需求持续增长 国际合作：加强国际合作，共同应对资源短缺问题
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金属冶炼中的资源回收与
循环利用
汇报人：
目录
01 02 03 04
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金属冶炼中的资源回收
金属冶炼中的循环利用 金属冶炼中资源回收与循环利用
的协同发展
01
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02
金属冶炼中的资源回收
金属回收的必要性
节约资源：减少对原生矿产资源 的依赖，降低开采成本
经济效益：提高资源利用率，降 低生产成本
用
03
金属冶炼中的循环利用
循环利用的概念与原则
循环利用：将废 弃物转化为可利 用资源的过程
原则：减少废弃 物产生、提高资 源利用率、降低 环境污染
循环利用方式： 回收、再利用、 再制造、再循环
循环利用的好处 ：节约资源、减 少污染、降低成 本、提高经济效 益
锑矿资源的开发与利用
露天开采：适用于浅层锑矿，成本 低，效率高
选矿技术：包括破碎、筛分、磨矿、 浮选等环节，提高锑矿品质
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地下开采：适用于深层锑矿，成本 高，安全风险大
冶炼技术：包括火法冶炼、湿法冶 炼等，生产锑金属及化合物
锑矿资源的经济价值：锑是一种重要的战略资源，具有很高的经济价值。 开发锑矿资源的环境效益：锑矿资源的开发可以减少对环境的污染，提高环境质量。
汇报人：
全球分布：主要分布在 中国、俄罗斯、玻利维 亚等国家
中国分布：主要分布在 湖南、广西、贵州等地 区
湖南分布：主要分布在 冷水江市、新化县、涟 源市等地区
Байду номын сангаас
广西分布：主要分布在 河池市、桂林市、柳州 市等地区
贵州分布：主要分布在 铜仁市、黔东南苗族侗 族自治州等地区
次生锑矿：指经过风化、氧 化等作用形成的锑矿，如锑 华、锑赭石等
锑矿的选矿技术：浮选、重选、 磁选等
锑矿的冶炼技术：火法冶炼、湿 法冶炼等
锑矿的应用领域：阻燃剂、合金、 半导体等
锑矿的环保处理：尾矿处理、废 气处理、废水处理等
锑矿资源在工业中的应用广泛，如 电池、阻燃剂、合金等
锑矿资源的利用可以促进经济发展， 增加就业机会
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锑矿资源的利用可以提高工业生产 效率，降低生产成本
锑矿资源的利用可以保护环境，减 少废弃物排放
资源稀缺：锑矿资源有限， 开采过度可能导致资源枯 竭
环境污染：锑矿开采过程 中可能产生环境污染，如 土壤、水系等
技术难题：锑矿开采和利 用过程中可能遇到技术难 题，如提取效率、加工工 艺等