1、第1课时 金属矿物的开发利用,第四章 第一节 开发利用金属矿物和海水资源,学习目标定位 1.知道金属在自然界中的存在形态，金属冶炼的一般方法和原理，会写相关反应的化学方程式。 2.掌握铝热反应的原理和实验。 3.了解金属回收的意义，树立环保意识。,内容索引,新知导学 新知探究 点点落实,达标检测 当堂检测 巩固反馈,新知导学,1.金属元素在自然界中的存在形式 少数化学性质不活泼的金属，在自然界中能以 态存在，如金和铂以及少量的银和铜。化学性质比较活泼的金属，在自然界中总是以 态存在。这显然和金属的 紧密相关。 2.金属冶炼的原理和实质 金属冶炼的原理：利用氧化还原反应的原理，在一定条件下，用还
2、原剂或者加热、电解的方法把金属化合物还原为金属单质。 金属冶炼的实质：金属离子 金属单质，即Mnne M。,一、金属的冶炼,游离,化合,活动性,3.不同金属适用的冶炼方法 (1)热分解法：适于冶炼金属活动性顺序表中位置靠后的不活泼的金属；像汞、银等不活泼金属，它们在金属活动性顺序表中位于氢的后面，其阳离子得到电子的能力很强，所以其还原条件也较容易达到。它们的氧化物受热就能分解得到单质。请你写出冶炼汞、银反应的化学方程式： _、_。,(2)电解法：位于金属活动性顺序表中氢前面的钾、钠、钙、镁、铝等几种金属的还原性很强，这些金属单质都很容易失去电子，而其对应的阳离子则氧化性很弱，很难得到电子，因此
3、用一般的方法和一般的还原剂很难使其从化合物中还原出来，而只能用通电分解其熔融盐或氧化物的方法来冶炼。请你写出冶炼铝、钠反应的化学方程式： _、_。,(3)热还原法 适用于冶炼位于金属活动性顺序表中部的金属；常用的还原剂有焦炭、一氧化碳、氢气、活泼金属(如铝)等，多数金属的冶炼过程属于热还原法。请你写出冶炼铁、钨、铅、铬反应的化学方程式： _、 _、 _、 _。,4.回收废旧金属 (1)回收金属的意义：节约矿物资源、节约能源、减少环境污染。 (2)废旧金属的最好的处理方法是回收利用。 (3)回收金属的实例：废旧钢铁用于炼钢；废铁屑用于制铁盐；从电影业、照相业、科研单位和医院X光室回收的定影液中，
4、可以提取金属银。,金属单质还原性、失电子能力依次_ 金属阳离子氧化性、得电子能力依次_,金属的活泼性与冶炼方法的关系,减弱,增强,1.冶炼金属一般有下列四种方法：焦炭法 水煤气(或氢气，或一氧化碳)法 活泼金属置换法 电解法。四种方法在工业上均有应用。古代有()火烧孔雀石炼铜；()湿法炼铜；现代有()铝热法炼铬；()从光卤石中炼镁，对它们的冶炼方法的分析不正确的是 A.()用 B.()用 C.()用 D.()用,答案,解析,解析 选择金属的冶炼方法要考虑金属在自然界中存在的状态及金属的活动性。 ()、()、()、()发生的反应分别是,()：FeCuSO4=FeSO4Cu，符合；,()：先从光卤
5、石中提取MgCl2，再电解MgCl2：,2.工业上冶炼金属一般用热分解法、热还原法和电解法。你认为选择方法的主要依据是 A.金属在自然界的存在形式 B.金属元素在地壳中的含量 C.金属熔点高低 D.金属阳离子得电子的能力,解析,答案,解析 冶炼金属选择方法是根据金属的活动性，金属冶炼是金属阳离子得电子的过程，即金属冶炼方法与金属阳离子得电子能力有关。,如下图所示，把两张圆形滤纸分别折叠成漏斗状套在一起，使四周都有四层。把内层漏斗取出，在底部剪一个孔，用水润湿，再跟另一纸漏斗套在一起，架在铁圈上，下面放置盛沙的蒸发皿。把5 g炒干的氧化铁粉末和2 g铝粉混合均匀，放在纸漏斗中，上面加少量氯酸钾并
6、在混合物中间插一根镁条，用燃着的小木条点燃镁条。,二、铝热反应,观察发生的现象。通过以上实验信息，回答下列问题。(1)写出该反应的化学方程式：_， 在该反应中_是氧化剂，_是还原剂，该反应称为_反应。 (2)选出该实验的实验现象：_(填写在横线上)。 镁条剧烈燃烧；放出大量的热，并发出耀眼的光芒，火星四射；纸漏斗的下部被烧穿；有红热状态的液珠落入蒸发皿内的细沙上，液珠冷却后变为黑色固体。,Fe2O3,Al,铝热,答案,(3)写出下列操作或物质的作用：内层纸漏斗底部剪一个孔：_ _；蒸发皿盛沙：_；镁条：_ _；氯酸钾：_。 (4)如何用简单的方法证明生成物中有金属铁？,使熔融物易,防止溅落物炸
7、裂蒸发皿,引燃剂，引起氯,答案 用磁铁吸引生成物，磁铁上有黑色物质被吸附，则证明生成物中有金属铁。,助燃剂，为镁条继续燃烧提供氧气，引发铝热反应,答案,于落下,酸钾分解,相关视频,铝粉和某些金属氧化物(Fe2O3、Cr2O3、V2O5等)组成的混合物叫铝热剂，在高温下发生铝热反应，可用来冶炼难熔的相对较不活泼的金属(如V、Cr、Mn等)、焊接钢轨等。,3.铝能用于冶炼难熔的金属(如Cr、V、Mn等)，这不是因为 A.铝具有还原性 B.铝具有导电性 C.铝较Cr、V、Mn等价格便宜 D.冶炼反应放出大量的热,答案,4.用铝热法还原下列化合物，制得金属各1 mol时，消耗铝最少的是 A.MnO2
8、B.WO3 C.Co3O4 D.CrO3,答案,解析,解析 根据得失电子守恒有如下关系：，所以C消耗铝最少。,学习小结,达标检测,1.分别用氢气和金属作还原剂冶炼金属，所得金属纯度的说法正确的是 A.用氢气的纯度高 B.用金属的纯度高 C.二者相同 D.无法比较,解析 过量的H2不会残留在被还原的金属中，所以用H2还原得到的金属纯度高。,1,2,3,4,答案,解析,5,1,2,3,4,答案,2.氧化还原反应广泛应用于金属的冶炼，下列说法不正确的是 A.电解熔融氯化钠制取金属钠的反应中，钠离子被还原，氯离子被氧化 B.湿法炼铜与火法炼铜的反应中，铜元素都发生还原反应 C.用磁铁矿炼铁的反应中，1
9、 mol Fe3O4被CO还原成Fe，转移9 mol e D.铝热法还原铁的反应中，放出的热量能使铁熔化,解析 C项，应转移8 mol e。,解析,5,1,2,3,4,5,答案,3.下列冶炼方法中，不能将化合物中的金属元素还原为金属单质的是 A.加热Al2O3 B.加热HgO C.电解熔融NaCl D.铝粉和Fe2O3共热,解析 金属钠是活泼金属，用电解法制取；汞用加热HgO制取；加热Al2O3难以分解；铝粉和Fe2O3组成铝热剂，可将Fe2O3中的铁还原为单质。,解析,1,2,3,4,5,答案,4.要使3.2 g氧化铁完全还原，事先应准备的CO在标准状况下的体积为 A.1 344 mL B.
10、672 mL C.大于1 344 mL D.小于672 mL,解析 根据Fe2O33CO 2Fe3CO2计算出所需CO体积的理论值为1 344 mL，而实验开始时，需先通入CO排尽玻璃管中的空气，实验结束时，停止加热后，还需继续通入CO至试管冷却，以防还原出来的铁被氧化，另外，还应考虑到通入的CO不可能全部参加反应，故应大于1 344 mL。,解析,(2)简要说明不符合工业实际的原因：_ _。,5.(1)下列反应原理不符合工业冶炼金属实际情况的是_。,1,2,3,4,MgO熔点高，电解耗能大，实际工,答案,5,业生产中采用电解熔融态的MgCl2冶炼镁,解析 C项中MgO的熔点很高，因而电解熔融态的MgO需要消耗很多的能量。现实工业生产中冶炼镁用电解熔融态的MgCl2。,解析,本课结束,