1、第四章 化学与自然资源的开发利用 第一节 难点：金属冶炼的一般方法和原理 金属矿物的开发利用第 1课时 学习目标学习目标 1.知道金属在自然界中的存在形态，金属冶炼的一般方法和原理，会写相关反应的化学方程式。2.掌握铝热反应的原理和实验。3.了解金属回收的意义，树立环保意识。1金属元素在自然界中的存在形式少数化学性质不活泼的金属，在自然界中能以 态存在，如 以及少量的银和铜等。绝大多数金属元素在自然界中总是以 态存在。金属的冶炼游离 金和铂化合 人类最早是从由天而降的陨石中获得单质铁的。济 南 陨 铁新 疆 陨 铁南极洲陨铁金属的冶炼：v定义：把金属矿物中的金属从其化合物中还原出来的过程，在工
2、业上称为金属的冶炼。v本质：利用氧化还原反应，使金属化合物中的金属阳离子得到电子还原成金属原子。即：M Mn+n+ne+ne-MM浪淘沙 -刘禹锡日照澄洲江雾开,涛金女伴满江隈.美人首饰侯王印,尽是沙中海底来.淘金原理 刚果手工金矿开采马达加斯加街头淘金者原理是:金的质量较沙重,在淘去粗沙后,用水银滚动吸附金,水银是已知唯一可以粘附金的物质.v物理方法 HgO加热加热 Ag2O加热加热2HgO 2Hg O2 加热加热2Ag2O 4AgO2 加热加热 古代炼丹术家葛洪，曾经在他的著作抱朴子中记载有“丹砂烧之成水银”不活泼的金属（如HgHg、AgAg）用高温加热分解其氧化物的方法 热分解法该气体的
3、一个分子的质量为 g，A.硅主要以单质、氧化物、硅酸盐的形式存在于自然界中AHCl气体管道是否存在泄漏，可用醮有浓氨水的棉球进行检查根据反应中是否有电子转移将化学反应分为氧化还原反应和非氧化还原反应A用敞口容器称量NaOH且时间过长，导致称取的溶质中含有氢氧化钠的质量偏小，溶质的物质的量偏小，溶液浓度偏低，A错误；B定容时俯视读取刻度，导致溶液体积偏小，溶液浓度偏高，B正确；C原容量瓶洗净后未干燥，对溶液体积、溶质的物质的量都不会产生影响，溶液浓度不变，C错误；D配制过程中，未用蒸馏水洗涤烧杯和玻璃棒，导致溶质的物质的量偏小，溶液浓度偏低，D错误；答案选B。【详解】A、将1 mol Cl2通入
4、含1 mol FeI2溶液中，Cl2不足，先氧化I，离子方程式：2ICl2=2ClI2，选项A错误；(3)该实验测定二氧化碳的质量，进而计算合金中碳的质量分数。因此装置C盛有高锰酸钾溶液，可以吸收二氧化硫气体，装置D中浓硫酸是吸收其他中的水蒸气，除去水蒸气；F中的碱石灰可防止空气中的水蒸气和CO2进入E。A.所含氧原子数相等 B.气体的总质量相等D.R点对应的溶液中：Na+、SO42-、Cl-、NO3-【答案】AC.向某溶液中加入盐酸化的BaCl2溶液，有白色沉淀生成，该溶液中一定含有SO42-（3）A中反应发生后，为保证硫酸亚铁进入B中和氢氧化钠混合，要借助氢气产生的压强，所以需要关闭活塞a
5、，在气体压强的作用下，A中含有硫酸亚铁的溶液被压入B中，硫酸亚铁和氢氧化钠溶液反应生成白色沉淀氢氧化亚铁；高炉炼铁高炉炼铁 Fe2O33CO 2Fe3CO2高温高温我国炼铁技术始于春秋时期我国炼铁技术始于春秋时期 西汉初，先人们就懂得用木炭与铁矿石混合高温冶炼生铁，这领先了欧洲一一千余年千余年。南宋时掌握了用焦炭炼铁。而欧洲最早的英国直到500500年年后后（相当于清朝乾隆末年），才掌握这一技术。古代中国劳动人民用木炭炼铁古代中国劳动人民用木炭炼铁 Fe2O3+3C=2Fe+3CO 高温v热还原法：对于较活泼的金属（Zn、Fe、Sn、Pb、Cu）在加热的条件下，用还原剂将金属从化合物中还原出来
6、。常用的还原剂有：活泼金属、CO、H2、C(焦炭)铝热反应铝热反应 镁条剧烈燃烧，放出大量的热，镁条剧烈燃烧，放出大量的热，发出耀眼的白光，纸漏斗的下部被发出耀眼的白光，纸漏斗的下部被烧穿，有熔融物落入沙中。烧穿，有熔融物落入沙中。实验现象Fe2O3+2Al=2Fe+Al2O3高温A 铝热反应的应用铝热反应的应用 铝热反应的原理可以应用在铝热反应的原理可以应用在生产上，如用于焊接钢轨等。在生产上，如用于焊接钢轨等。在冶金工业上也常用这一反应原理，冶金工业上也常用这一反应原理，使铝与金属氧化物反应，冶炼钒、使铝与金属氧化物反应，冶炼钒、铬、锰等。铬、锰等。3MnO2+4Al=3Mn+2Al2O3
7、高温Cr2O3+2Al=2Cr+Al2O3高温 MgCl2(熔融熔融)电解电解 NaCl(熔融熔融)电解电解MgCl2(熔融熔融)Mg Cl2 电解电解2NaCl(熔融熔融)2NaCl2 电解电解v电解法 K、Ca、Na、Mg、Al还原性太强，只有用电解法 通电分解其熔融氯化物或氧化物的方法来冶炼。火法炼铜火法炼铜 灼烧辉铜矿（CuCu2 2S S）湿法炼铜湿法炼铜 中国古代首创的胆水冶铜中国古代首创的胆水冶铜 西汉古籍西汉古籍淮南万毕术淮南万毕术上就有上就有“曾青得铁，则化为铜曾青得铁，则化为铜”的记载。的记载。Fe+CuSO4 =FeSO4+Cu Cu2S+O2 2Cu+SO2 高温高温【
8、详解】n（FeBr2）=0.2mol/L0.1L=0.02mol，则n（Fe2+）=n（FeBr2）=0.02mol，n（Br-）=2n（FeBr2）=0.04mol。还原性Fe2+Br-，氯气先氧化亚铁离子，亚铁离子反应完毕，再氧化溴离子为Br2，溶液中有50%的Br-被氧化，则被氧化的Br-为0.02mol，根据电子转移守恒，通入氯气物质的量为(0.02mol1+0.02mol1)/2=0.02mol，则标况下通入氯气的体积为0.02mol22.4L/mol=0.448L，答案选C。（2）设混合气体中CO为xmol，CO2为ymol，则有x+y=1.75，28x+44y=61，解得x=1，
9、y=0.75，则CO为1mol，CO2为0.75mol；D.和 的混合气体所含原子数为故答案为：100%。答案DD.在制备金属钛前后,整套装置中CaO的总量不变（1）3He是高效核能原料，其原子核内质子数为2、中子数为1。A.AB.BC.CD.D【解析】【答案】C【详解】A.氧化产物只有NaClO3时,转移电子最多,根据电子转移守恒n(NaCl)=5 n(NaClO3),由钠离子守恒:n(NaCl)+n(NaClO3)=n(NaOH),故n(NaClO3)=1/6 n(NaOH)=1/66amol=a mol,转移电子最大物质的量=a5=5a mol；氧化产物只有NaClO时,转移电子最少,根
10、据电子转移守恒n(NaCl)=n(NaClO),由钠离子守恒:n(NaCl)+n(NaClO)=n(NaOH),故n(NaClO)=1/2n(NaOH)=3a mol,转移电子最小物质的量=3a1=3a mol,故反应中转移电子的物质的量n的范围:3a moln5a mol，A正确；B.反应中还原产物只有NaCl,反应中转移电子最少时生成NaCl最少,根据电子转移守恒n(NaCl)=n(NaClO),由钠离子守恒:n(NaCl)+n(NaClO)=n(NaOH),故n(NaClO)=1/2n(NaOH)=3amol,B错误；C.由Cl原子守恒可以知道,2n(Cl2)=n(NaCl)+n(NaC
11、lO)+n(NaClO3),由钠离子守恒可以知道n(NaCl)+n(NaClO)+n(NaClO3)=n(NaOH),故参加反应的氯气的物质的量=1/2 n(NaOH)=3amol,C错误；D.令n(ClO-)=1mol,反应后c(Cl-)/c(ClO-)=6,则n(Cl-)=6mol,电子转移守恒,5n(ClO3-)+1n(ClO-)=1n(Cl-),即5 n(ClO3-)+1=16,计算得出n(ClO3-)=1mol,则溶液中c(Cl-)/c(ClO3-)=6,D错误；正确选项A。【解析】2022-11-2117K Ca Na Mg g Al Zn Fe Sn Pb(H)Cu Hg g A
12、g g Pt Au电解法热还原法热分解法物理提取法金属活动性顺序与金属的冶炼方法小 结金属资源的回收和再利用金属资源的回收和再利用 （1）节约矿物资源 （2）节约能源 （3）减少环境污染2、根据金属在金属活动顺序表中的位置及性质，推测制取下列金属最适宜的方法：Na Zn Hg Au 电解法热还原法热分解法物理提取法1下列金属元素在自然界中可以游离态形式存在的是()AK BNa CCa DAuD203、根据如图所示的实验装置，回答下列问题。(1)写出该反应的化学方程式：_，在该反应中是氧化剂，是还原剂，该反应称为反应。Fe2O3Al铝热(2)选出该实验的实验现象(填写在横线上)：。镁条剧烈燃烧；放出大量的热，并发出耀眼的光芒，纸漏斗的下部被烧穿；有红热状态的液珠落入蒸发皿内的细沙上，液珠冷却后变为黑色固体。(3)写出下列操作或物质的作用：内层纸漏斗底部剪一个孔：；蒸发皿盛沙：_；镁条：；氯酸钾：_使熔融物易于落下防止溅落物炸裂蒸发皿引燃剂助燃剂4、冶炼金属常用以下几种方法：（1）以C或H2、CO作还原剂还原法；（2）热分解法（3）电解法 （4）铝热法。现冶炼下列金属：Al、Mg、Cu、Hg、Mn，试标明适宜的冶炼的方法。Al:_ Hg:_ Mg:_ Mn:_ Cu:_（3）（3）（1）（2）（4）
