高中化学与自然资源的开发与利用第一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学案新人教版

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1、第1课时　金属矿物的开发利用一、金属的冶炼1．金属元素在自然界存在的形态(1)极少数的不活泼金属(金、铂等)以游离态的形式存在。(2)绝大多数金属以化合态的形式存在。(3)在地壳中，含量最高的金属元素是铝，其次是铁。2．金属冶炼原理与实质(1)原理：将金属从其化合物中还原出来用于生产和制造各种金属材料的过程。(2)实质：用还原剂使化合态的金属得到电子变成金属单质。3．金属冶炼方法(1)常用方法(2)其他方法4．金属矿物资源的开发和利用(1)原因①地球上金属矿物资源有限；②金属冶炼消耗很多能量；③金属冶炼造成环境污染。(2)措施①提高金属

2、矿物的利用率；②使用其他材料代替金属材料，减少金属的使用量；③加强金属资源的回收和再利用。　金属的活泼性与冶炼方法的关系金属单质还原性、失电子能力依次减弱金属阳离子氧化性、得电子能力依次增强例1　关于废旧金属处理的下列说法中不正确的是(　　)A．对废旧金属的最好处理方法是回收、再利用B．重金属对人体有害，对废旧重金属材料的处理方法是填埋C．废旧钢铁可用于炼钢，废铁屑可用于制铁盐D．照相业、科研单位和医院X光室回收的定影液中，可以提取金属银答案　B解析　重金属材料填埋将会对环境造成污染。思维启迪废旧金属的最好处理方法是回收利用，回收利用废

3、旧金属可节约矿物资源、节约能源、减少环境污染。因此，我们要增强社会责任意识，养成回收利用废旧材料的好习惯。例2　冶炼金属一般有下列四种方法：①焦炭法　②水煤气(或氢气，或一氧化碳)法　③活泼金属置换法　④电解法。四种方法在工业上均有应用。古代有(Ⅰ)火烧孔雀石炼铜；(Ⅱ)湿法炼铜；现代有(Ⅲ)铝热法炼铬；(Ⅳ)从光卤石中炼镁，对它们的冶炼方法的分析不正确的是(　　)A．(Ⅰ)用①B．(Ⅱ)用②C．(Ⅲ)用③D．(Ⅳ)用④答案　B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。(Ⅰ)、(Ⅱ)、(Ⅲ)、(Ⅳ)发生的反应

4、分别是(Ⅰ)：Cu2(OH)2CO32CuO＋CO2↑＋H2O，C＋2CuO2Cu＋CO2↑，符合①；(Ⅱ)：Fe＋CuSO4===FeSO4＋Cu，符合③；(Ⅲ)：2Al＋Cr2O3Al2O3＋2Cr，符合③；(Ⅳ)：先从光卤石中提取MgCl2，再电解MgCl2：MgCl2(熔融)Mg＋Cl2↑，符合④。二、铝热反应1．实验探究实验装置实验现象(1)镁带剧烈燃烧。(2)氧化铁粉末和铝粉发生剧烈的反应。(3)反应放出大量的热，并发出耀眼的白光。(4)纸漏斗的下部被烧穿，有熔融物落入沙中，熔融物冷却后变为黑色物质实验结论在高温下，氧化铁与

5、铝发生置换反应，并放出大量的热化学方程式2Al＋Fe2O32Fe＋Al2O32.注意事项(1)镁带要打磨净表面的氧化膜，否则难以点燃；氧化铁粉末与铝粉要选择干燥的；铝粉要用没有被氧化的，否则反应难以进行。(2)氧化铁粉末与铝粉两者要混合均匀，以保证氧化铁与铝都完全反应。(3)内层滤纸要用水润湿，以防纸漏斗燃烧。(4)蒸发皿中的细沙要适量，既要防止蒸发皿炸裂，又要防止熔融的液体溅出伤人。(1)铝热反应的引燃剂为镁带，助燃剂为氯酸钾。(2)铝热剂为混合物，是由铝粉和金属氧化物(Fe2O3、Fe3O4、Cr2O3、V2O5、MnO2等)粉末组

6、成的。(3)铝热反应的实质是铝为还原剂，金属氧化物为氧化剂，铝将金属阳离子还原为金属单质，为置换反应。(4)铝热反应具有剧烈燃烧、放出大量的热、新生成的液态金属单质易与Al2O3(固态)分离等特点。例3　下列关于铝热反应的说法错误的是(　　)A．铝热反应中的还原剂是铝粉B．铝热剂是纯净物C．铝与Fe2O3可组成铝热剂D．铝热反应是放热反应答案　B解析　Al和Fe2O3可组成铝热剂，铝热剂属于混合物，其中铝作还原剂，铝热反应是放热反应。思维启迪铝热反应中，一是体现了铝的还原性，二是说明铝热反应为放热反应。例4　用铝热法还原下列化合物，制得

7、金属各1mol时，消耗铝最少的是(　　)A．MnO2B．WO3C．Co3O4D．CrO3答案　C解析　根据得失电子守恒有如下关系：～　～2　～　～2，所以C消耗铝最少。1．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答案　D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。2．下列说法错误的是(　　)A．有些活泼金属(如铝)可用作热还原法的

8、还原剂B．加强热，使氧化铜在高温条件下分解可制备单质铜C．金属冶炼的实质是金属阳离子得到电子被还原成金属原子D．回收旧金属可以重新制成金属或它们的化合物答案　B解析　A项，铝可以作还原剂冶炼一些高熔点的金属