高中化学第4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课时1金属矿物的开发利用学案.docx

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1、课时1　金属矿物的开发利用学习目标：1.了解金属的存在形式和冶炼方法和原理。2.掌握铝热反应的原理、实验及应用。3.了解金属回收和资源保护的意义。4.认识和体会化学在自然资源开发和利用中的意义和作用。[自主预习·探新知]1．金属在自然界中的存在形态2．金属的冶炼(1)冶炼的原理①原理：将金属从其化合物中还原出来。②实质：根据氧化还原反应，使金属矿物中的金属阳离子得到电子生成金属单质：Mn＋＋ne－===M。(2)冶炼方法①热分解法适用于不活泼金属的冶炼。请写出下列反应的化学方程式。a．加热分解HgO

2、：2HgO2Hg＋O2↑。b．加热分解Ag2O：2Ag2O4Ag＋O2↑。②电解法适用于非常活泼金属的冶炼。请写出下列反应的化学方程式。a．冶炼金属钠，电解熔融NaCl：2NaCl(熔融)2Na＋Cl2↑。b．冶炼金属镁，电解熔融MgCl2：MgCl2(熔融)Mg＋Cl2↑。c．冶炼金属铝，电解熔融Al2O3：2Al2O3(熔融)4Al＋3O2↑。③热还原法适用于大多数中等活泼金属的冶炼，常用的还原剂有C、H2、CO、Al等。请写出下列冶炼金属反应的化学方程式。a．高炉炼铁：Fe2O3＋3CO2Fe

3、＋3CO2。b．铝热反应炼铁：Fe2O3＋2Al2Fe＋Al2O3。c．用氢气还原氧化铜：CuO＋H2Cu＋H2O。④其他方法a．火法炼铜：Cu2S＋O22Cu＋SO2。b．湿法炼铜：Fe＋CuSO4===FeSO4＋Cu。3．金属资源的合理开发利用(1)合理开发利用金属资源的意义金属矿物资源是不可再生资源且贮量有限，冶炼过程中会消耗大量能量，也易造成环境污染。故应合理开发利用金属资源。(2)有效利用金属资源的途径①提高金属矿物的利用率。②减少金属的使用量。③加强金属资源的回收和再利用。④使用其他材

4、料代替金属材料等。[基础自测]1．判断对错(对的打“√”，错的打“×”)。(1)金属在自然界中的存在形式只有化合态没有游离态(　　)(2)金属冶炼的实质是金属元素得电子被还原(　　)(3)金属越活泼往往越难冶炼，使用时间越晚(　　)(4)铁器时代比青铜器时代要早些(　　)(5)镁可以通过铝热反应制备(　　)【答案】　(1)×　(2)√　(3)√　(4)×　(5)×2．冶炼金属常用以下几种方法：①以C、CO或H2作还原剂还原。②用较活泼金属Na、Mg等还原。③利用铝热反应原理用Al还原。④电解法。⑤热

5、分解法。下列金属各采用哪种方法还原最佳？(填序号)(1)Fe、Zn、Cu等中等活泼金属________。(2)Na、Mg、Al等活泼或较活泼金属________。(3)Hg、Ag等不活泼金属________。(4)V、Cr、Mn、W等高熔点金属________。【答案】　(1)①　(2)④　(3)⑤　(4)③[合作探究·攻重难]金属冶炼的方法(1)金属的冶炼原理金属冶炼的实质是使金属化合物中的金属阳离子得到电子被还原为金属单质的过程，即：Mn＋＋ne－===M。(2)金属冶炼的通常步骤步骤目的矿石富

6、集除去杂质、提高矿石中有效成分的含量冶炼用适当还原剂把矿石中的化合态金属还原，得到粗金属单质精炼加入试剂除杂或电解精炼，得到纯金属(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K、Ca、Na、Mg、AlZn、Fe、Sn、Pb(H)、CuHg、AgPt、Au金属原子失电子能力强→弱金属离子得电子能力弱→强主要冶炼方法电解法热还原法热分解法物理方法【注意】　热还原法的常用还原剂有H2、CO、C、Al等[对点训练]1．下表中金属的冶炼原理与方法不完全正确的是(　　)选项冶炼原理方法A2HgO2H

7、g＋O2↑热分解法B2Al2O3(熔融)4Al＋3O2↑电解法CCu2S＋O22Cu＋SO2热分解法DFe2O3＋2Al2Fe＋Al2O3热还原法C　[热分解法是指不活泼金属化合物加热分解得到金属，不是与O2反应。]2．下列化工原理生产中错误的是(　　)【导学号：43722211】①可以用电解熔融氯化钠的方法来制取金属钠　②可以用钠加入氯化镁的饱和溶液中制取金属镁　③用电解法冶炼铝时，原料是氯化铝　④工业上用电解熔融氯化镁的方法制取金属镁A．②③　　　　　　B．①③C．①②③D．②③④A　[工业上一

8、般采用电解熔融氯化钠的方法冶炼金属钠；若将钠加入到氯化镁溶液中，发生反应：2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑，MgCl2＋2NaOH===Mg(OH)2↓＋2NaCl，所以不能冶炼金属镁；氯化铝属于共价化合物，因此不能用氯化铝作原料，通过电解的方法得到金属铝；由于MgO、MgCl2均为离子化合物且熔点：MgCl2