1、第1课时金属矿物的开发利用第四章第一节开发利用金属矿物和海水资源一金属的冶炼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。化学性质比较活泼的金属，在自然界中总是以 态存在。这显然和金属的 性紧密相关。2.金属冶炼的原理和实质金属冶炼的原理：利用 反应的原理，在一定条件下，用剂或者加热、电解的方法把金属 还原为金属 。金属冶炼的实质：金属离子 金属单质，即Mnne M。答案导学探究导学探究游离金和铂化合氧化还原还原化合物单质活动答案3.不同金属适用的冶炼方法(1)热分解法：适于冶炼金属活动性顺序表中位于氢以后的金属；像 等不活泼金属，它们
2、在金属活动性顺序表中位于氢的后面，其阳离子得到电子的能力很，所以其还原条件也较容易达到。它们的氧化物受热就能分解得到单质。请你写出冶炼汞、银反应的化学方程式：、。汞、银强答案(2)电解法：位于金属活动性顺序表中氢前面的钾、钠、钙、镁、铝等几种金属的还原性很 ，这些金属单质都很容易 电子，而其对应的阳离子则氧化性很 ，很难 电子，因此用一般的方法和一般的还原剂很难使其从化合物中还原出来，而只能用通电分解其熔融盐或氧化物的方法来冶炼。请你写出冶炼铝、钠反应的化学方程式：、。强失去弱得到答案(3)热还原法适用于冶炼位于金属活动性顺序表中部的金属；常用的还原剂有等，多数金属的冶炼过程属于热还原法。请你
3、写出冶炼铁、钨、铅、铬反应的化学方程式：、。焦炭、一氧化碳、氢气、活泼金属(如铝)答案4.回收废旧金属(1)回收金属的意义：。(2)废旧金属的最好的处理方法是 。(3)回收金属的实例：废旧钢铁用于炼钢；废铁屑用于制铁盐；从电影业、照相业、科研单位和医院X光室回收的定影液中，可以提取金属银。节约矿物资源、节约能源、减少环境污染回收利用归纳总结1.冶炼方法的总规律：金属活动性顺序表中，金属的位置越靠后，越容易被还原，用一般的 法就能使金属还原；活动性居中或不太活泼的用 法；金属的位置越靠前，越难被还原，往往采用 法使金属从矿石中还原出来。答案热分解热还原电解2.学习时结合金属活动性顺序表和氧化还原
4、性强弱顺序示意图加以理解和记忆：答案金属单质还原性、失电子能力依次_金属阳离子氧化性、得电子能力依次_减弱增强活学活用活学活用1.冶炼金属一般有下列四种方法：焦炭法水煤气(或氢气，或一氧化碳)法活泼金属置换法电解法。四种方法在工业上均有应用。古代有()火烧孔雀石炼铜；()湿法炼铜；现代有()铝热法炼铬；()从光卤石中炼镁，对它们的冶炼方法的分析不正确的是()A.()用 B.()用C.()用 D.()用解析答案解析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。()、()、()、()发生的反应分别是()：FeCuSO4=FeSO4Cu，符合；答案答案B返回解析答案2.分别用氢
5、气和金属作还原剂治炼金属，所得金属纯度的说法正确的是()A.用氢气的纯度高 B.用金属的纯度高C.二者相同 D.无法比较解析解析过量的H2不会残留在被还原的金属中，所以用H2还原得到的金属纯度高。A二铝热反应导学探究导学探究如下图所示，用两张圆形滤纸分别折叠成漏斗状套在一起，使四周都有四层。把内层漏斗取出，在底部剪一个孔，用水润湿，再跟另一纸漏斗套在一起，架在铁圈上，下面放置盛沙的蒸发皿。把5 g炒干的氧化铁粉末和2 g铝粉混合均匀，放在纸漏斗中，上面加少量氯酸钾并在混合物中间插一根镁条，用小木条点燃镁条。答案观察发生的现象。通过以上实验信息，回答下列问题。(1)写出该反应的化学方程式：_，在
6、该反应中_是氧化剂，_是还原剂，该反应称为_反应。(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，火星四射；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：_；Fe2O3Al铝热使熔融物易于落下答案蒸发皿盛沙：_；镁条：_；氯酸钾：_。(4)如何用简单的方法证明生成物中有金属铁？防止溅落物炸裂蒸发皿引燃剂，引起氯酸钾分解助燃剂，为镁条继续燃烧提供氧气，引发铝热反应答案答案用磁铁吸引生成物，磁铁上有黑色物质被吸附，则证明生成物中有金属铁。相关视频归纳总结铝粉和某
7、些金属氧化物(Fe2O3、Cr2O3、V2O5等)组成的混合物叫铝热剂，在高温下发生铝热反应，可用来冶炼难熔的相对较不活泼的金属(如V、Cr、Mn等)、焊接钢轨等。答案活学活用活学活用3.铝能用于冶炼难熔的金属(如Cr、V、Mn等)，这不是因为()A.铝具有还原性B.铝具有导电性C.铝较Cr、V、Mn等价格便宜D.冶炼反应放出大量的热B解析答案4.把铝粉和氧化亚铁粉末配成铝热剂，分成两等份。一份在高温下恰好完全反应后，再与足量盐酸反应；另一份直接放入足量的烧碱溶液中充分反应。前后两种情况下生成的气体的质量比是()A.32 B.23C.11 D.289解析解析本题应分析两个过程中电子转移的数目。
8、铝置换出铁，铁再和盐酸反应生成H2和铝直接与烧碱反应生成H2转移的电子数目应该相同，化学方程式如下：2Al3FeO Al2O33Fe,3Fe6HCl=3FeCl23H2；2Al2NaOH2H2O=2NaAlO23H2；由此可看出两种情况下生成的气体的质量比为11。答案答案C学习小结返回当堂检测解析答案1.我国古代炼丹家魏伯阳所著周易参同契是世界上现存最早的一部炼丹专著。书中描写到：“金入于猛火，色不夺精光。”这句话的意思是指黄金的性质在强热条件下()A.活泼 B.稳定C.易氧化 D.易还原解析解析金的性质稳定，在强热条件下也不反应。B解析答案2.氧化还原反应广泛应用于金属的冶炼，下列说法不正确
9、的是()A.电解熔融氯化钠制取金属钠的反应中，钠离子被还原，氯离子被氧化B.湿法炼铜与火法炼铜的反应中，铜元素都发生还原反应C.用磁铁矿炼铁的反应中，1 mol Fe3O4被CO还原成Fe，转移9 mol eD.铝热法还原铁的反应中，放出的热量能使铁熔化。解析解析C项，应转移8 mol e。C3.下面是部分矿物资源的利用及产品流程，有关说法不正确的是()解析答案A.不可用电解AlCl3的方法制备金属铝B.生产铝、铜、高纯硅及玻璃过程中都涉及氧化还原反应C.黄铜矿冶炼铜时，副产物SO2可用于生产硫酸，FeO可用作冶炼铁的原料D.由粗硅制取高纯硅时，提纯四氯化硅可用多次分馏的方法解析解析AlCl3
10、是共价化合物，熔融时不导电，故不可用电解AlCl3的方法制备金属铝，A正确；制备单质时涉及化合价变化，是氧化还原反应，制玻璃的反应是SiO2Na2CO3 Na2SiO3CO2和SiO2CaCO3 CaSiO3CO2，化合价未发生变化，不属于氧化还原反应，B错误；SO2可以转化成SO3，进而生成H2SO4；FeO与CO在高温下可生成Fe，C正确；制备硅的过程中，利用沸点不同进行分馏，将SiCl4从杂质中提取出来，再与H2发生置换反应得到高纯硅，D正确。答案答案B4.有0.4 g铁的氧化物，用足量的CO在高温下将其还原，把生成的CO2全部通入足量澄清石灰水中，得到0.75 g沉淀。这种铁的氧化物的
11、化学式是()A.FeO B.Fe2O3C.Fe2O4 D.FeO和Fe2O3解析答案解析解析CO和铁的氧化物反应时，氧化物中的一个O原子对应一个CO2分子，每一个CO2分子对应一个CaCO3，所以有下列的关系式，假设0.4 g该氧化物中含x g O。OCO2CaCO3 16 100 x g 0.75 g解得x0.12答案答案B5.冶炼金属常用以下几种方法：以C、CO或H2作还原剂还原以较活泼金属Na、Mg等还原利用铝热反应原理还原电解法热分解法下列金属各采用哪种方法还原最佳。(1)Fe、Zn、Cu等中等活泼金属_。(2)Na、Mg、Al等活泼或较活金属_。(3)Hg、Ag等不活泼金属_。(4)V、Cr、Mn、W等高熔点金属_。(5)K、Rb、Cs、Ti等金属通常还原方法是_。解析答案返回解析解析选择的方法应以节约原料和降低成本为标准，同时有较高的产率，并易分离。根据每种金属的特点应选择最佳方案。其中(5)K、Rb、Cs、Ti等利用的原理比较特别，不是用活泼金属置换不活泼金属，而是平衡的原理，如NaKCl NaClK，抽离钾蒸气此反应得以继续进行。而Ti是用Na来置换的：4NaTiCl4 4NaClTi或用Mg来置换：2MgTiCl4 2MgCl2Ti。答案答案(1)返回(2)(3)(4)(5)
