高中化学 4.1.1 金属矿物的开发利用教师用书 新人教版必修2-新人教版高一必修2化学学案VIP免费

第1课时金属矿物的开发利用[目标导航]1.了解金属在自然界中的存在形式，掌握金属冶炼的一般方法和原理。2.掌握铝热反应原理及实验步骤。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。一、金属的冶炼1．金属在自然界中存在的形态除了金、铂等极少数金属以外，绝大多数金属以化合物的形式存在于自然界。在这些金属化合物中，金属元素都显正化合价。2．金属冶炼的原理金属的冶炼是利用氧化还原反应原理，在一定条件下，使金属离子得到电子被还原成金属原子，从而获得金属单质。即：Mn＋＋ne－===M。3．金属的冶炼方法(1)热分解法：适用于金属活动性顺序表中Hg及其以后的金属。2HgO=====2Hg＋O2↑；2Ag2O=====4Ag＋O2↑。(2)热还原法：适用于金属活动性顺序表中Zn、Cu之间的金属。Fe2O3＋3CO=====2Fe＋3CO2；WO3＋3H2=====W＋3H2O；Cr2O3＋2Al=====Al2O3＋2Cr。(3)电解法：适用于金属活动性顺序表中Al及其以前的金属。2Al2O3(熔融)=====4Al＋3O2↑；2NaCl(熔融)=====2Na＋Cl2↑。提醒(1)电解熔融的NaCl和电解NaCl溶液的产物不同。(2)工业上冶炼镁是电解MgCl2而不是MgO的原因是MgO的熔点比MgCl2的高，冶炼铝是电解Al2O3而不是AlCl3的原因是AlCl3是共价化合物，熔融状态不导电。议一议1．判断正误，正确的打“√”，错误的打“×”(1)黄金的冶炼可用热分解法()(2)金属阳离子被还原，一定会得到金属单质()(3)工业上电解MgCl2溶液制取Mg()答案(1)×(2)×(3)×2．利用CO冶炼铁的反应是置换反应吗？答案3CO＋Fe2O3=====2Fe＋3CO2，不是置换反应二、金属矿物的开发利用1．合理开发利用金属资源金属的冶炼需要消耗大量的资源和能源，还会造成环境污染，地球上的金属资源是有限的，是不可再生的，因此金属资源应合理地开发利用。2．有效利用金属资源的途径(1)提高金属的利用率，减少金属的使用量；(2)加强金属资源的回收和再利用；(3)使用其他材料代替金属材料。议一议请你列举身边常见的金属制品的成分，并讨论它们被人类使用的历史。答案(1)铜：使用历史悠久；(2)铁：比铜的使用稍晚；(3)铝：近代才开始广泛使用；(4)镁合金、锂电池：现代才开始使用。一、金属冶炼的原理与方法例1下列金属冶炼原理错误的是()A．2NaCl(熔融)=====2Na＋Cl2↑B．MgO＋H2=====Mg＋H2OC．Fe3O4＋4CO=====3Fe＋4CO2D．2HgO=====2Hg＋O2↑解析Na、Mg通常用电解法制取，Fe用还原剂法制取，Hg可用加热其化合物的方法制取。Mg的活动性比H2强，H2不能置换出Mg，B项错。答案B归纳总结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3.常用的热还原法变式训练1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)发生的反应分别是(Ⅰ)：Cu2(OH)2CO3=====2CuO＋CO2↑＋H2O，C＋2CuO=====2Cu＋CO2↑，符合①；(Ⅱ)：Fe＋CuSO4===FeSO4＋Cu，符合③；(Ⅲ)：2Al＋Cr2O3=====Al2O3＋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、铝热反应例2如图为铝热反应的实验装置，请回答下列问题：(1)该实验装置中还缺________。引发铝热反应的操作为________________________。(2)若将氧化铁换成氧化镁，该反应________(填“能”或“不能”)发生，理由是________________________________________________________________________。(3)铝热反应的用途有哪些_____________________________________________。解析(...