公开课开发利用金属矿物和海水资源第一课时

第四章化学与自然资源的开发利用第1节开发利用金属矿物和海水资源第1课时金属矿物的开发利用藁城九中wlw青铜时代铁器时代近代冶炼（铝的应用）穿越时空1、中国使用金属的历史也是金属的冶炼史，其中经历了哪些时代？思考：2、人类冶炼和使用金属的顺序是一种历史巧合还是历史的必然？辉铜矿Cu2S青铜时期中国始于3800年前，兴于商周时期。主要用于制礼器、乐器、兵器。制陶工艺后期改进了窑的结构，加深了火膛，缩小了火口使空气更加充足，温度更高。这时无意中闻到了刺激性气味的气体，发现了金属铜。原来是因为建窑的过程中用到了辉铜矿。根据资料写出制出铜的反应？Cu2S+O22Cu+SO2高温殷墟考古发现，3000多年前我国古代劳动人民就掌握了孔雀石炼铜工艺，他们将孔雀石，主要成分Cu2（OH）2CO3和木炭一起加热就可得到红色的金属铜．请你写出化学反应原理孔雀石Cu2(OH)2CO3Cu2(OH)2CO3＝2CuO+H2O+CO2↑孔雀石C+2CuO==CO2↑+2Cu高温青铜时期秦始皇地宫埋“水银”之谜《史记》记载：始皇陵有大量水银。地质学家先后两次来始皇陵采样。发现始皇陵封土土壤样品中果然出现“汞异常”。科学家由此得出初步结论:《史记》中关于始皇陵中埋藏上百吨汞的记载是可靠的。地宫埋“水银”的千古谜案终于解开了。单质的汞，在自然界中是极为罕见的。为什么两千多年前就能得到上百吨的水银呢？汞矿(HgO)秦始皇陵墓世界文化遗产青铜时代2HgO2Hg＋O2↑加热炼丹术起于战国兴于汉初经常听说武侠小说中有“九转大还丹”吃了能起死回生。实际上所谓“九转”是将天然丹砂（HgS）在空气中加热炼成水银，再将水银和硫混合后放在密闭的鼎中升炼成纯的硫化汞，硫化汞再加热炼成水银，水银再炼成硫化汞如此反复九次，就炼成了“九转大还丹”。上述材料中发生了什么反应？HgS+O2==Hg+SO2Hg+S=HgS加热青铜时代古代阿拉伯人曾传说“天上的金雨落进沙漠里变成了黑色的铁”。新疆陨铁南极洲陨铁铁器时代距今约2000年西汉初懂得用木炭和铁矿石混合高温冶炼生铁南宗末年的工匠有掌握了用焦炭炼铁古代中国劳动人民用木炭炼铁我国古代炼铁工业长期领先于世界，我国在西汉初时已经懂得将铁矿石（Fe2O3）和木炭一层一层的堆放在炼铁炉中，点火燃烧产生CO从而使铁矿石中的铁还原为单质。领先欧洲一千余年，南宋末年的工匠又掌握了用焦炭炼铁，而欧洲最早的英国直到500年后（相当于清朝乾隆末年），才掌握这一技术。铁器时代Fe2O3＋3CO2Fe＋3CO2高温宋代时期，人们发现江西上饶有一口苦泉，蒸发这种苦泉水会得到胆矾，熬苦泉水的铁锅用久了会变成铜锅。这就是最早的湿法炼铜请写出该反应的离子方程式。Fe＋Cu2+＝Cu＋Fe2+铁器时代最早的湿法炼铜为什么出现在铁器时代呢？100多年前，为了表彰门捷列夫对化学的杰出贡献，英国皇家学会不惜重金制作了一个比黄金还要贵重的奖杯——铝杯，赠送给门捷列夫。思考：为什么这个时期铝比金还贵重呢？近代铝的冶炼19世纪后期到20世纪初由于早期炼铝十分困难，所以铝的价格十分昂贵，一度超越金银之上，直至19世纪上半叶，铝还是欧洲许多高级珠宝店的高档货。这也是铝在地壳中含量比铜、铁多，而应用比铜、铁晚的多的原因。自从美国青年化学家霍尔发明电解制铝法后，制铝工艺不断改进，现在人们已经熟练掌握了从铝土矿（主要成分是Al2O3）中冶炼铝的技术，使得制铝成本大大下降，使铝走入千家万户。近代铝的冶炼2Al2O3(熔融)4Al＋3O2↑电解冰晶石铝土矿2HgO2Hg＋O2↑加热2Al2O3(熔融)4Al＋3O2↑电解冰晶石铝土矿Fe2O3＋3CO2Fe＋3CO2高温2CuO+C2Cu+CO2高温金属冶炼的原理和方法热分解法热还原法电解法500摄氏度1000摄氏度1500摄氏度电人类冶炼和使用金属的顺序是一种历史巧合还是历史的必然？天然金朱砂HgS翠铜矿CuSiO3.6H2O黄铁矿FeS2钙铀云母Ca(UO2)2(PO4)2•12H2O金属冶炼的原理在现代应用火车道上的钢轨有了缝隙怎么办？铝热反应的应用：2Al＋Fe2O32Fe＋Al2O3高温实验现象:剧烈反应，放出大量的热，发出耀眼的光芒，有黑色铁块生成铝热反应：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，冶炼钒、铬、锰等。开阔视野：铝＋某些金属氧化物Al2O3＋金属高温试写出分别Al与MnO2、Cr2O3反应的铝热方程式3MnO2+4Al===3Mn+2Al2O3高温Cr2O3+2Al===2Cr+Al2O3高温地球上的金属矿物资源是有限的，金属冶炼常会消耗许多能量，也易造成环境污染。回收金属的意义：（1）节约矿物资源（2）节约能源（3）减少环境污染以金属铝为例，首先生产1吨金属铝至少要消耗4吨铝土矿。如果废旧的铝能够回收利用，每年就将减少铝土矿消耗量约5000万吨，这对保护铝土矿资源有极为重要的意义。其次，利用废旧铝生产1吨铝与用铝土矿生产1吨铝相比，可以节省95％以上的能源，其节能效果非常显著。另外，再生铝生产可比生产原铝减少二氧化碳排放量90%以上，环保效益十分显著。节约资源爱护环境从我做起讨论探究1、和同学们讨论哪些举手之劳可以节约资源保护环境？2、常见的金属物品的使用寿命如何？失去使用价值的废旧金属制品是如何处理的？KCaNaMgAlZnFeSnPb(H)CuHgAgPtAu电解法热还原法热分解法物理方法2、金属活动性顺序与金属的冶炼的关系?能力提升：3、为什么不同的金属冶炼方法不同呢？1、金属冶炼的实质是什么？2、金属冶炼的实质？1、金属冶炼和金属活动顺序表的关系？思考：KCaNaMgAlZnFeSnPb(H)CuHgAgPtAu电解法热还原法热分解法物理方法古代炼铜比炼铁早得多。原因在于：一、铜矿石比铁矿石易识别。孔雀石颜色呈翠绿(即铜绿)，易引起人们的注意联想。进而用其炼铜。二、早在新石器时代，人类就发明了制陶术。窑温达1000℃多度，已超过铜的熔点(1083．4℃)，而远低于铁的(1536℃)，可炼得红铜。开阔视野