1、掌握金属冶炼的一般原理基础及不同金属的冶炼方法。些活泼金属如Al等也可做还原剂还原金属金属离子得到电子变成金属原子。Fe与CuSO4溶液反应制取Cu铝某些金属氧化物 金属氧化铝金属冶炼的实质要根据金属的活动性顺序不同，采取不同的冶炼方法注：除了CO、H2、C等做还原剂外，一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()2Al2O3(熔融)=4Al+3O2 2Cr+Al2O3掌握金属冶炼的一般原理基础及不同金属的冶炼方法。(4)V、Cr、Mn、W等高熔点金属_。下图为铝热反应的实验装置,请回答下列问题:MnO2+Al=“熔融”是熔融态而不是水溶液。金属离子得到电子变成
2、金属原子。（四）合理开发和利用金属矿物资源Cu2S+O2 2Cu+SO2A电解法 B热还原法 法国皇帝拿破仑是一个喜欢炫耀自己的人。他法国皇帝拿破仑是一个喜欢炫耀自己的人。他常常大摆宴席，宴请天下宾客。每次宴会，他总常常大摆宴席，宴请天下宾客。每次宴会，他总是摆出一副高人一等的样子。餐桌上的用具几乎是摆出一副高人一等的样子。餐桌上的用具几乎全是用银制成的，唯有他自己用的那一个碗却是全是用银制成的，唯有他自己用的那一个碗却是铝制品。铝制品。思考与交流思考与交流 由于早期炼铝十分困难，所以铝的价格十分昂由于早期炼铝十分困难，所以铝的价格十分昂贵，一度超越金银之上，直至贵，一度超越金银之上，直至19
3、世纪上半叶，铝世纪上半叶，铝还是欧洲许多高级珠宝店的高档货。还是欧洲许多高级珠宝店的高档货。为什么贵为法国皇帝，在当时却不用高贵而亮为什么贵为法国皇帝，在当时却不用高贵而亮丽的银碗，而用色泽要暗得多的铝碗呢？丽的银碗，而用色泽要暗得多的铝碗呢？金属的冶炼金属的冶炼化学化学必修必修2第一课时第一课时第一节第一节 开发利用金属矿物和海水资源开发利用金属矿物和海水资源金属矿物的金属矿物的开发利用开发利用学习目标：学习目标：1.了解化学方法在金属矿物的开发了解化学方法在金属矿物的开发和利用（主要是金属冶炼）。和利用（主要是金属冶炼）。2.掌握金属冶炼的一般原理基础掌握金属冶炼的一般原理基础及不同金属的
4、冶炼方法及不同金属的冶炼方法。3.掌握铝热反应的原理。掌握铝热反应的原理。金矿金矿 Au铂矿铂矿 Pt少数不活泼金属以游离态存在（如金和铂）少数不活泼金属以游离态存在（如金和铂）问：一、金属在自然界中有哪些存在形态？问：一、金属在自然界中有哪些存在形态？黄铜矿黄铜矿赤铁矿赤铁矿铝矿铝矿锰矿锰矿钨矿钨矿锌矿锌矿常见的金属矿物资源常见的金属矿物资源常见的金属矿物资源常见的金属矿物资源 白云石白云石CaMgCO32 辰砂辰砂HgS黄铜矿黄铜矿CuFeS2菱镁矿菱镁矿MgCO3 大多数金属以大多数金属以化合态存在化合态存在如果需要金如果需要金属单质，那属单质，那怎么办？怎么办？冶炼金属冶炼金属在公元前
5、在公元前60006000年到年到70007000年左右，年左右，人们就能冶炼出铜人们就能冶炼出铜铜铜 镜镜汉武帝时铜币汉武帝时铜币先秦刀币先秦刀币 冶炼金属要追溯到古代冶炼金属要追溯到古代金属冶炼是把金属矿石中的金属离子还原成单质金属冶炼是把金属矿石中的金属离子还原成单质的过程，的过程，经过三个步骤。经过三个步骤。1.1.冶炼的步骤冶炼的步骤：第一步第一步：矿石的富集：矿石的富集：除去杂质，提高矿石中有用成分含量。除去杂质，提高矿石中有用成分含量。第二步第二步：冶炼：冶炼利用氧化还原反应，在一定条件下，把金属离子利用氧化还原反应，在一定条件下，把金属离子还原成单质。还原成单质。第三步第三步：精
6、炼：采用一定方法，提炼纯金属。：精炼：采用一定方法，提炼纯金属。二、金属的冶炼二、金属的冶炼 二、金属的冶炼二、金属的冶炼 将金属从其化合物中还原出来将金属从其化合物中还原出来用用于生产和制造各种金属材料的过程在于生产和制造各种金属材料的过程在工业上称为工业上称为金属的冶炼金属的冶炼金属矿物的开发利用金属矿物的开发利用我国在西汉初时已经懂得用木炭与铁矿石混合我国在西汉初时已经懂得用木炭与铁矿石混合高温冶炼生铁，领先欧洲一千余年。高温冶炼生铁，领先欧洲一千余年。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回忆：初中学过冶炼铁的方法？回忆：初中学过冶炼铁的方法？Fe2O3 +3CO=2Fe
7、+3CO2 高温得电子得电子 能由此找出金属冶炼的实质吗？能由此找出金属冶炼的实质吗？2.金属冶炼的实质金属冶炼的实质 实质是用还原的方法使实质是用还原的方法使金属化合物中的金属化合物中的金属离子得到电子变成金属原子金属离子得到电子变成金属原子。M得电子得电子M（被还原）（被还原）n+化合物化合物单质单质氧化还原反应氧化还原反应分析化合价变化分析化合价变化（被还原）（被还原）（金属被还原）（金属被还原）（1）不活泼金属）不活泼金属物理方法物理方法Pt、Au淘金原理淘金原理原理原理:金的金的质量较沙重质量较沙重,在淘去粗沙后在淘去粗沙后,用用水银水银滚动吸附金滚动吸附金,水银是已水银是已知唯一可
8、以粘附金的物知唯一可以粘附金的物质质.3.3.金属冶炼的一般方法金属冶炼的一般方法(2)热分解法热分解法（适合一些不活泼金属）（适合一些不活泼金属）2HgO =2Hg+O2 加热加热2Ag2O =4Ag+O2 加热加热3.3.金属冶炼的一般方法金属冶炼的一般方法（3）电解法（适合一）电解法（适合一些非常活泼金属些非常活泼金属）MgCl2(熔融熔融)=Mg+Cl2 电解电解2Al2O3(熔融熔融)=4Al+3O2 电解电解冰晶石冰晶石2NaCl(熔融熔融)=2Na+Cl2 电解电解思考：电解氯化钠溶液能制得钠吗？思考：电解氯化钠溶液能制得钠吗？“熔融熔融”是熔融态而不是水溶液。是熔融态而不是水溶
9、液。必须是离子化合物，共价化合物熔融不导电。必须是离子化合物，共价化合物熔融不导电。注意：注意：电解其电解其熔融熔融盐或氧化物。盐或氧化物。3.3.金属冶炼的一般方法金属冶炼的一般方法（4）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+H2=Cu+H2O高温高温Fe2O3+3CO=2Fe+3CO2 高温高温注：除了注：除了CO、H2、C等做还原剂外，一等做还原剂外，一些活泼金属如些活泼金属如Al等也可做还原剂还原金属等也可做还原剂还原金属3.3.金属冶炼的一般方法金属冶炼的一般方法探究实验探究实验4-1【提出问题提出问题】活泼金属能像活泼金属能像CO那样做还原剂那样做还原剂还
10、原出金属吗？还原出金属吗？若能，若能，Fe2O3 跟跟Al在高温条件下在高温条件下反应生成什么？反应生成什么？视频视频反应现象反应现象：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，纸漏斗内发出耀眼的白光，纸漏斗内剧烈反应，纸漏斗剧烈反应，纸漏斗被烧穿，有熔融物落入沙中被烧穿，有熔融物落入沙中铁。铁。Fe2O3+2Al=2Fe+Al2O3高温高温1 1、镁条的作用是什么？、镁条的作用是什么？2 2、氯酸钾的作用是什么？、氯酸钾的作用是什么？铝热反应铝热反应 结论：结论：一些活泼的金属也可作还原剂还原金属一些活泼的金属也可作还原剂还原金属问题问题分析化合价分析化合价氧化
11、剂氧化剂还原剂还原剂+300+3引燃剂引燃剂助燃剂助燃剂（提供氧气）（提供氧气）反应类型：反应类型：置换反应（氧化还原反应）置换反应（氧化还原反应）原则：强换弱（适用于制备比铝弱的金属）原则：强换弱（适用于制备比铝弱的金属）金属氧化物金属氧化物+铝铝=金属金属+氧化铝氧化铝 铝热剂铝热剂(1)(1)焊接钢轨，焊接钢轨，(2)(2)冶炼金属。冶炼金属。铝热反应的应用：铝热反应的应用：铝热反应铝热反应1、概念：、概念：2、原理：、原理：3、铝热剂：、铝热剂：4、反应特点：、反应特点：铝铝和和金属氧化物金属氧化物在高温下发生剧烈反在高温下发生剧烈反应并应并放出大量热放出大量热的化学反应。的化学反应。
12、铝某些金属氧化物铝某些金属氧化物 金属氧化铝金属氧化铝高温高温铝和某些金属氧化物（如铝和某些金属氧化物（如Fe2O3、Cr2O3、V2O5）组成的混合物。）组成的混合物。高温下进行，并放出大量的热高温下进行，并放出大量的热5、应用：、应用：冶炼高熔点的金属冶炼高熔点的金属焊接钢轨。焊接钢轨。MnO2+Al=高温高温Cr2O3+Al=高温高温 Co3O4+Al=高温高温其它的铝热反应：其它的铝热反应：请同学们完成下列方程请同学们完成下列方程3Mn+2Al2O32Cr+Al2O39Co+4Al2O31.火法炼铜火法炼铜2.湿法炼铜湿法炼铜Cu2S+O2 2Cu+SO2高温高温CuSO4+Fe Cu
13、+FeSO4其它冶炼方法其它冶炼方法 P89注：同一种金属可能有不同的冶炼方法，注：同一种金属可能有不同的冶炼方法，可根据原料、生产设备、金属的用途等可根据原料、生产设备、金属的用途等来确定。来确定。问：问：1.为什么不同金属选择不同为什么不同金属选择不同的冶炼方法？的冶炼方法？2.金属被还原的难易与什么有关？金属被还原的难易与什么有关？讨论：讨论：金属越活泼，越金属越活泼，越 失电子，该失电子，该金属离子就越金属离子就越 得电子，还原出该金得电子，还原出该金属就越属就越 。易易难难难难结论：结论：由于不同的金属离子的得电子能力由于不同的金属离子的得电子能力不同，所以要采用不同，所以要采用不同
14、强度的冶炼方法不同强度的冶炼方法 要根据金属的活动性顺序不同，要根据金属的活动性顺序不同，采取不同的冶炼方法采取不同的冶炼方法小结：冶金的一般方法：小结：冶金的一般方法：可见，可见，越活泼的金属越难冶炼越活泼的金属越难冶炼强强弱弱弱弱强强电解法电解法热还原法热还原法热分热分解法解法主要冶炼主要冶炼方法方法金属离子金属离子的得电子的得电子金属失电金属失电子能力子能力金属活动金属活动顺序顺序物理提物理提取法取法K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb（H）Cu Hg Ag Pt Au人类最早发现和应用的金属分别是：人类最早发现和应用的金属分别是：Au Ag Cu W Al 我们每年数以亿
15、吨计的向自然界索取金我们每年数以亿吨计的向自然界索取金属资源，属资源，资源就会越来越少，直至有一天枯资源就会越来越少，直至有一天枯竭。竭。怎样才能使金属资源可持续发展？怎样才能使金属资源可持续发展？讨论：小资料小资料 以铝为例，生产一吨原铝至少要消耗四吨以铝为例，生产一吨原铝至少要消耗四吨铝土矿资源。当前全球原铝的铝土矿资源。当前全球原铝的年产年产量约量约25002500万万吨，年吨，年消耗消耗铝土矿超过铝土矿超过一亿一亿吨，如果照此发展吨，如果照此发展下去，地球上的铝土矿资源就会越来越少，直下去，地球上的铝土矿资源就会越来越少，直至有一天枯竭。至有一天枯竭。阅读：(1)节约矿物资源节约矿物资
16、源(2)节约能源节约能源(3)减少环境污染减少环境污染（四）（四）合理开发和利用金属矿物资源合理开发和利用金属矿物资源1、主要途径：、主要途径：提高金属矿物的利用率提高金属矿物的利用率减少金属的使用量减少金属的使用量加强金属资源的回收和再利用加强金属资源的回收和再利用使用其他材料代替金属材料使用其他材料代替金属材料2、回收金属的意义：、回收金属的意义：金属的回收和资源保护金属的回收和资源保护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、金属的冶炼方法四、合理开发和利用金属矿物资源的主要途径四
17、、合理开发和利用金属矿物资源的主要途径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铝某些金属氧化物铝某些金属氧化物 金属金属Al2O3高温高温铝热反应铝热反应1.金属材料在日常生活、生产中有着广泛的应用金属材料在日常生活、生产中有着广泛的应用,下列关于下列关于金属的说法不正确的是金属的说法不正确的是()A.越活泼的金属越难冶炼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
18、属阳离子得到电子变成金属原子金属冶炼的本质是金属阳离子得到电子变成金属原子D.工业上金属工业上金属Mg、Al都是用电解其熔融氯化物制得的都是用电解其熔融氯化物制得的巩固训练巩固训练D2.下列说法不正确的是下列说法不正确的是 ()A.自然界中不存在游离态的金属单质自然界中不存在游离态的金属单质B.金属活动性不同，冶炼方法也有所不同金属活动性不同，冶炼方法也有所不同C.地球上金属矿物资源是有限的，因此，应提高金属矿地球上金属矿物资源是有限的，因此，应提高金属矿 物的利用率物的利用率D.废旧金属的回收利用，有利于环境保护废旧金属的回收利用，有利于环境保护D金属冶炼过程中，被冶炼的金属一定被氧化电解C
19、uCl2溶液制取Cu用于焊接钢轨;冶炼某些金属第一步：矿石的富集：了解化学方法在金属矿物的开发和利用（主要是金属冶炼）。金属离子得到电子变成金属原子。为什么不同金属选择不同第一步：矿石的富集：利用氧化还原反应，在一定条件下，把金属离子还原成单质。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()讨论：金属越活泼，越 失电子，该金属离子就越 得电子，还原出该金属就越 。由于早期炼铝十分困难，所以铝的价格十分昂贵，一度超越金银之上，直至19世纪上半叶，铝还是欧洲许多高级珠宝店的高档货。金属离子得到电子变成金属原子。铝能用于冶炼难熔的金属如Fe、Mn等,这是因为铝()金属离子
20、得到电子变成金属原子。法国皇帝拿破仑是一个喜欢炫耀自己的人。Fe2O3+2Al=2Fe+Al2O3使用其他材料代替金属材料法国皇帝拿破仑是一个喜欢炫耀自己的人。铝和金属氧化物在高温下发生剧烈反应并放出大量热的化学反应。3.下列属于传统湿法冶炼铜的是下列属于传统湿法冶炼铜的是()A.CO还原还原CuO制取制取CuB.电解电解CuCl2溶液制取溶液制取CuC.高温下高温下O2与与Cu2S反应制取反应制取CuD.Fe与与CuSO4溶液反应制取溶液反应制取CuD巩固训练巩固训练4.下列说法中正确的是下列说法中正确的是 ()A.金属的冶炼都是把金属单质从其矿物中分离出来金属的冶炼都是把金属单质从其矿物中
21、分离出来B.金属冶炼过程中，被冶炼的金属一定被氧化金属冶炼过程中，被冶炼的金属一定被氧化C.金属冶炼过程中，被冶炼的金属可能被还原金属冶炼过程中，被冶炼的金属可能被还原D.金属冶炼过程中，被冶炼的金属既可被氧化，也可被还原金属冶炼过程中，被冶炼的金属既可被氧化，也可被还原C5.铝能用于冶炼难熔的金属如铝能用于冶炼难熔的金属如Fe、Mn等等,这是因为铝这是因为铝()A.具有两性具有两性B.导电性好导电性好C.熔点低熔点低D.具有还原性具有还原性,且冶炼反应中放出大量的热且冶炼反应中放出大量的热D巩固训练巩固训练6.金属锂是密度最小的金属，等质量的金属，锂可以释放出金属锂是密度最小的金属，等质量的
22、金属，锂可以释放出更多的电子，故常用来制造高性能电池。已知锂的金属性介更多的电子，故常用来制造高性能电池。已知锂的金属性介于钠和镁之间，则冶炼金属锂应采用的方法是于钠和镁之间，则冶炼金属锂应采用的方法是()A电解法电解法 B热还原法热还原法C热分解法热分解法 D铝热法铝热法A7.下表中金属的冶炼原理与方法不完全正确的是下表中金属的冶炼原理与方法不完全正确的是()C巩固训练巩固训练8.冶炼金属常用以下几种方法冶炼金属常用以下几种方法:以以C、CO或或H2做做还原剂还原剂;利用铝热反应原理还原利用铝热反应原理还原;电解法电解法;热分热分解法。下列金属各采用哪种方法还原最佳解法。下列金属各采用哪种方
23、法还原最佳(用序号用序号填写下列空白填写下列空白)(1)Fe、Zn、Cu等中等活泼金属等中等活泼金属_。(2)Na、Mg、Al等活泼或较活泼金属等活泼或较活泼金属_。(3)Hg、Ag等不活泼金属等不活泼金属_。(4)V、Cr、Mn、W等高熔点金属等高熔点金属_。巩固训练巩固训练9.下图为铝热反应的实验装置下图为铝热反应的实验装置,请回答下列问题请回答下列问题:(1)引发该铝热反应的操作为引发该铝热反应的操作为_。(2)若将氧化铁换成氧化镁若将氧化铁换成氧化镁,该反应能否发生？该反应能否发生？_(填填“能能”或或“不能不能”),理由是理由是_。(3)铝热反应的用途有哪些铝热反应的用途有哪些_。用于焊接钢轨用于焊接钢轨;冶炼某些金属冶炼某些金属在混合物中间插一根镁带在混合物中间插一根镁带,并用燃着的小木条并用燃着的小木条(或火柴或火柴)点燃镁带点燃镁带不能不能镁比铝活泼镁比铝活泼,铝不能置换镁铝不能置换镁巩固训练巩固训练
