1、专题9 金属与人类文明第一单元 金属的冶炼方法1、金属活动性及周期律 K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb (H) Cu Hg Ag Au2、金属自然界中存在的形态:除了 Au Pt 等极少数金属以外,绝大多数金属以 化合态 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。 提出问题提出问题从左到右金属单质的还原性及金属离子的氧化性变化规律? K Ca Mg Al Zn Fe Pb Cu Ag Au下图表示铜、铁和铝元素被人类大规模开发、利用的大致年限约约60006000年前年前约约25002500年前年前约约200200年前年前化学是打开物质世界的钥匙你知道吗
2、?你知道吗?科学史话金属发现史与金属冶炼金属发现史与金属冶炼 青铜 16世纪炼铁时的场景 金属利用的历史,先是青铜时代,然后是铁器时代,铝的使用是近百年的事。 马克思说:金实际上是人类所发现的第一种金属。Al铝元素的发现和使用至今才200来年地壳中Al含量高 提出问题提出问题金属制品的使用早晚与金属活泼性有什么关系?金属制品的使用早晚与金属活泼性有什么关系?越活泼的金属,使用的越晚我国金属开发历史悠久,我国金属开发历史悠久,“千淘万漉虽辛苦,吹尽狂沙始到千淘万漉虽辛苦,吹尽狂沙始到金金”“丹砂烧之成水银。丹砂烧之成水银。”“”“熬胆矾铁釜,久之化为铜。熬胆矾铁釜,久之化为铜。”以上诗文中涉及了
3、哪些金属的冶炼?写出相关的化学方程式。以上诗文中涉及了哪些金属的冶炼?写出相关的化学方程式。注:丹砂是指注:丹砂是指HgSHgS诗文中涉及了诗文中涉及了AuAu、Hg Hg 、 Cu Cu的冶炼方法的冶炼方法HgS = Hg + SCuSO4 + Fe Cu + FeSO41、金属冶炼原理与实质(1)原理:将金属从其化合物中原理:将金属从其化合物中 出来用于生产和制造各种金属材料的出来用于生产和制造各种金属材料的过程。过程。(2)实质:实质:让化合物中的金属阳离子让化合物中的金属阳离子 电子变成金属单质。电子变成金属单质。可表示为:可表示为: 还原得 Mn+( (化合态)化合态)得电子,得电子
4、,被还原被还原M(游离态)(游离态)运用模型:氧化还原反应2、金属冶炼的方法1、物理提取法:适用于极不活泼的金属:物理提取法:适用于极不活泼的金属: 。2、化学方法:化学方法:(1)热分解法:适用于一些不活泼的金属:)热分解法:适用于一些不活泼的金属: 。Pt、AuHg、Ag2HgO 2Hg + O2 2Ag2O 4Ag + O2 HgS = Hg + S冶炼方法(2)电解法:活泼金属思考:能用加热思考:能用加热Na2O、MgO的方法来冶炼的方法来冶炼Na和和Mg吗?吗?冶炼方法(3)还原法:大多数金属(常用还原剂:H2、焦炭、CO、活泼金属)高炉炼铁(原料:铁矿石、焦炭、石灰石、空气设备:高
5、炉)热还原法:适用于大部分金属:热还原法:适用于大部分金属: 。CuO: 。Fe2O3: 。常见的还原剂常见的还原剂: 。Zn、Fe、Sn、Pb、Cu、CuO + H2 = Cu + H2O Fe2O3+ 3CO = 2Fe + 3CO2高温高温C C、COCO、H H2 2、活泼金属活泼金属AlAl等等【学以致用】铝热反应冶炼铁Fe2O3+2Al = 2Fe + Al2O3高温高温镁条剧烈燃烧,镁条剧烈燃烧,放出大量热放出大量热,发出耀眼白光,纸漏斗内,发出耀眼白光,纸漏斗内剧烈反应,有熔融物落入沙中。剧烈反应,有熔融物落入沙中。装置及药品反应方程式实验现象K Ca Na Mg Al Zn
6、Fe Sn Pb Cu Hg Ag金属活动性与金属的冶炼方法 电解法 还原法 热分解法 常用还原剂:H2、焦炭、CO、活泼金属归纳总结(5)其它冶炼方法)其它冶炼方法. 火法炼铜火法炼铜湿法炼铜湿法炼铜Cu2S + O2 2Cu + SO2高温高温CuSO4 + Fe Cu + FeSO4【评价反馈2】冶炼金属常用以下几种方法:以C、CO或 H2 作还原剂还原 利用铝热反应原理用Al还原电解法 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等中等活泼的金属( ) (2)Na、Mg、Al等活泼金属( ) (3)Hg、Ag等不活泼金属 ( ) (4)V、Cr、Mn、W等高熔点金属( ) 本课小结本课小结一、金属元素在自然界中的存在形式一、金属元素在自然界中的存在形式二、金属的冶炼原理及步骤二、金属的冶炼原理及步骤三、金属的冶炼方法三、金属的冶炼方法K Ca Na Mg g Al Zn Fe Sn Pb (H) Cu Hg g Ag g Pt Au电解法电解法热还原法热还原法热分解法热分解法 物理方法物理方法金属活动性逐渐减弱金属活动性逐渐减弱作业:作业:1 1、预习、预习铝热反应原理及相应实验铝热反应原理及相应实验2 2、如何从自然界得到金属镁?如何从自然界得到金属镁?