师：同学们，现在我们来学习高一必修第二册第八章第一节第一课时——金属矿物的开发利用。通过这节课，希望大家：一是通过对金属冶炼原理的学习以及冶炼方法的归纳，理解氧化还原反应在金属矿物开发中的应用，构建金属冶炼的思维模型；二是通过铝的冶炼成本计算，认识合理开发和利用金属资源的重要性与必要性。
金属在日常生活、生产，甚至国防科技中都有广泛应用。那金属在自然界中以什么形式存在呢？在自然界中，极少数不活泼金属，如金、铂，以游离态存在；绝大多数金属以化合态存在，例如蓝铜矿、赤铁矿、银石等。人们生活和生产中使用的金属材料多为合金。
把金属从其化合物中还原出来，用于生产各种金属材料的过程叫金属冶炼。金属冶炼的实质是用还原方法，使金属化合物中的金属阳离子得电子变成金属单质，也就是金属元素被还原的过程。
金属冶炼一般有采矿、矿石富集、金属冶炼和精炼这四大步骤。人类冶炼金属的时间历程：约6000年前进入青铜时代，约3000年前进入铁器时代，而金属铝的使用仅有200多年历史。请同学们分析推测，人类发现和使用金属材料可能受哪些因素影响？为什么受金属在自然界中的存在状态和金属的活泼性影响呢？因为金属越活泼，还原性越强，其离子的氧化性越弱，也就越难被还原，所以使用时间越晚。
我们发现，金属活泼性不同，冶炼方法也不同。请同学们阅读课本98页，总结金属冶炼的常用方法。在金属活动顺序表中：钾、钙、钠、镁、铝、锌、铁、锡、铅、（氢）、铜、汞、银、铂、金。金属位置越靠后，金属越不活泼，可以用物理方法、热分解法得到；较活泼金属用热还原法就能使其还原；金属位置越靠前越难被还原，最活泼金属只能用最强的还原手段——电解法来还原。
刘禹锡《浪淘沙》中“美人首饰侯王印，尽是沙中浪底来”，这蕴含着怎样的金属冶炼方法？这是金的物理富集法，适用于极不活泼金属，如铂和金。我们来看一段淘金视频。
定居在江边的百姓一直传承着一种特殊手艺——淘金。人们在淘金床上筛选，将细小颗粒冲入金盆，在江水中有技巧地摇晃，金粒就被筛选出来了。这种技艺历经多个朝代传承，一直兴盛不衰，其原理至今仍在应用，还为现代工业炼金提供了最初的科学依据。
您看，这就是淘金，得有淘金工具，比如淘金盘子，还得有水，然后利用上面类似搓板的棱，在水中一点一点去筛，一遍又一遍，沙子被冲掉，留下的就是金子，这就是所谓的“沙里淘金”。淘金主要利用了金的密度比沙子大的特性，从而把金子分离出来。
刚才提到铂和金是采用物理富集法得到的，那么紧挨着它们的汞和银用什么方法冶炼呢？我们用热分解法冶炼不活泼金属，如汞和银。氧化汞受热分解生成汞和氧气，氧化银受热分解生成银和氧气。我国晋代炼丹家、医学家葛洪所著《抱朴子》一书中记载“丹砂烧之成水银”，用的就是热分解法。请同学们用化学反应方程式表示出其原理。硫化汞受热分解生成汞和硫。
初中我们学过高炉炼铁和氢气还原氧化铜，请写出相应的化学方程式。氧化铁和一氧化碳在高温条件下生成铁和二氧化碳，氧化铜和氢气在高温条件下生成铜和水。
对于一些比较活泼的金属，如铁和铜，我们通过什么方法冶炼呢？我们采用热还原法冶炼较活泼金属，如活泼顺序在锌和铜之间的金属。那么常用的还原剂有哪些呢？常用还原剂有一氧化碳、氢气、焦炭等。一些活泼金属也可做还原剂，将相对不活泼的金属从其化合物中置换出来，如铝热反应。氧化铁和铝在高温条件下生成铁和氧化铝。
让我们来看一下铝热反应的实验，并描述铝热反应的实验现象。我们可以观察到镁条剧烈燃烧，氧化铁与铝粉发生剧烈反应，放出大量的热，放出耀眼的白光，纸漏斗被烧穿，有熔融物落入砂中。
铝热反应的原理是用铝的强还原性，在高温条件下将某些金属从其氧化物中，如氧化铁、氧化铬、二氧化锰中还原出来。在铝热反应的实验中，镁条和氯酸钾没有参加反应，那镁条和氯酸钾的作用分别是什么呢？镁条为引燃剂，氯酸钾为助燃剂。铝热反应的原理可应用在生产上，如焊接铁轨；在冶炼金属工业上也常用这一反应原理，使铝与金属氧化物反应来冶炼钒、铬、锰等高熔点金属。
法国皇帝拿破仑喜欢炫耀，他常大摆宴席宴请宾客。每次宴会，他餐桌上的用具几乎全是银制的，唯有他自己用的碗是铝制品。为什么贵为法国皇帝，当时却不用高贵亮丽的银碗，而是用色泽暗很多的铝碗呢？请同学们阅读以下材料：
材料一：有人说，如果时光可以倒流，他最想做的事情是背上行囊，装满铝，回到拿破仑时代，换回许多金子。
材料二：1827年，德国化学家韦勒将金属钾和无水氯化铝共热，冷却后投入水中，得到银灰色的金属铝粉末。30年后，法国化学家德维尔用金属钠还原氯化铝，使铝成为工业产品。但当时金属钠价格昂贵，导致铝比黄金还要贵好几倍。
材料三：1886年，美国大学生霍尔和法国大学生埃鲁独自研究出电解制铝法，通过电解熔融氧化铝的方法成功制得铝。在实验中，霍尔发现向氧化铝中加入冰晶石可以降低氧化铝熔点。这一创新方法大大降低了能耗，冶炼铝的成本大大降低。从此，铝制品这一曾经的奢侈品走进了千家万户。