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 新人教版必修2-新人教版高中必修2化学学案VIP免费

课时1金属矿物的开发利用目标与素养：1.了解金属的存在形式、冶炼方法及原理。(宏观辨识与模型认知)2.掌握铝热反应的原理、实验及应用。(科学探究与社会责任)3.了解金属回收和资源保护的意义。(科学精神与社会责任)一、金属的存在1．地壳中含量最高的金属元素是铝，人类最早使用的金属是铜，使用最广泛的金属是铁。2.3．金属活动顺序(从强到弱)表为K、Ca、Na、Mg、Al、Zn、Fe、Sn、Pb(H)、Cu、Hg、Ag、Pt、Au。二、金属矿物的开发利用1．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。如：a．HgO：2HgO=====2Hg＋O2↑(写化学方程式，后同)。b．Ag2O：2Ag2O=====4Ag＋O2↑。②电解法适用于非常活泼金属的冶炼。如：a．NaCl：2NaCl(熔融)=====2Na＋Cl2↑。b．MgCl2：MgCl2(熔融)=====Mg＋Cl2↑。c．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等。如：a．高炉炼铁：Fe2O3＋3CO=====2Fe＋3CO2。b．铝热法炼铁：Fe2O3＋2Al=====2Fe＋Al2O3。c．用氢气还原氧化铜：CuO＋H2=====Cu＋H2O。④其他方法a．火法炼铜：Cu2S＋O2=====2Cu＋SO2。b．湿法炼铜：Fe＋CuSO4===FeSO4＋Cu。2．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使用其他材料代替金属材料等。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)金属冶炼的本质是金属化合物的金属被氧化()(3)金属越活泼往往越难冶炼，发现的越晚()(4)铝的冶炼方法是电解熔融的AlCl3()[提示](1)×(2)×(3)√(4)×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金属的冶炼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活动性顺序K、Ca、Na、Mg、AlZn、Fe、Sn、Pb(H)、CuHg、AgPt、Au单质还原性(原子失电子能力)强―→弱阳离子氧化性(离子得电子能力)弱―→强金属冶炼方法电解熔融盐或氧化物热还原法热分解法富集法还原剂或特殊措施直流电提供电子H2、CO、C、Al等，加热(或高温)加热(或高温)物理方法或化学方法3．热还原法的优缺点(1)用H2作还原剂时，生成产物H2O在高温下以H2O(g)蒸发出去，使制得的金属纯度较高，但成本也较高。(2)用CO作还原剂冶炼金属时，CO一般在冶炼炉中通过下列反应生成：C＋O2=====CO2，CO2＋C=====2CO，所以用CO还原法冶炼得到的金属中混有杂质C，纯度不高。(3)用C作还原剂冶炼得到的金属往往混有焦炭和碳化物，得不到纯度较高的金属。(4)用铝热反应冶炼金属，虽克服了被冶炼金属及其氧化物熔点高、难冶炼的问题，但是成本较高。1．金属材料在日常生活、生产中有着广泛的应用，下列关于金属的说法不正确的是()A．越活泼的金属越难冶炼B．合金的性质与其成分金属的性质不完全相同C．金属冶炼的本质是金属阳离子得到电子变成金属原子D．工业上金属Mg、Al都是用电解熔融的氯化物制得的D[金属冶炼的本质是金属阳离子得到电子被还原成金属原子，因此金属越活泼，对应金属阳离子氧化性越弱，则金属越难冶炼，A、C正确；合金要比各成分金属的熔、沸点低，硬度大，B正确；因AlCl3为共价化合物，其熔融态不导电，因此不能用电解AlCl3的方法来冶炼铝，而通常用电解Al2O3的方法来冶炼铝。]2...