高中化學(xué) 第四章 化學(xué)與自然資源的開發(fā)利用 4_1_1 金屬礦物的開發(fā)利用課件 新人教版必修2

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1、第四章化學(xué)與自然資源的開發(fā)利用 第一節(jié)開發(fā)利用金屬礦物和海水資源 第1課時(shí)金屬礦物的開發(fā)利用 自主閱讀自主檢測(cè)一、金屬在自然界的存在形態(tài)二、金屬的冶煉1.熱分解法適用于不活潑金屬的冶煉。請(qǐng)寫出下列反應(yīng)的化學(xué)方程式。 自主閱讀自主檢測(cè)2.電解法適用于非常活潑金屬的冶煉。請(qǐng)補(bǔ)全下列反應(yīng)的化學(xué)方程式。 自主閱讀自主檢測(cè)3.高溫還原法適用于大多數(shù)中等活潑金屬的冶煉,常用的還原劑有C、CO、H2等。請(qǐng)寫出下列冶煉金屬的化學(xué)方程式(下同)。4.其他方法 自主閱讀自主檢測(cè)三、有效利用金屬資源的途徑1.提高金屬礦物的利用率。2.減少金屬的使用量。3.加強(qiáng)金屬資源的回收和再利用。4.使用其他材料代替金屬材料。

2、自主閱讀自主檢測(cè)1.判斷下列說法是否正確。正確的畫“”,錯(cuò)誤的畫“”。(1)在自然界中金屬都以化合態(tài)存在。()(2)金屬冶煉過程中,金屬化合物得到電子發(fā)生氧化反應(yīng)。()(3)鋁熱劑是純凈物。()(4)鋁熱反應(yīng)是放熱反應(yīng)。()解析:(1)部分活動(dòng)性差的金屬在自然界中以游離態(tài)存在,如金。(2)金屬冶煉過程中,金屬元素得電子發(fā)生還原反應(yīng)。(3)鋁熱劑是鋁和金屬氧化物的混合物。(4)鋁熱反應(yīng)放出大量的熱。答案:(1)(2)(3)(4) 自主閱讀自主檢測(cè)2.想一想,連一連。金屬 冶煉方法(1)Na、Mg A.熱分解法(2)Fe、Cu B.高溫還原法(3)Hg、Ag C.電解法答案:(1)C(2)B(3)

3、A 重難點(diǎn)一重難點(diǎn)二重難點(diǎn)一金屬的冶煉方法情景引入 重難點(diǎn)一重難點(diǎn)二討論探究1.根據(jù)金屬冶煉的方法討論,金屬冶煉的實(shí)質(zhì)是什么?提示:金屬冶煉的實(shí)質(zhì)是金屬離子得到電子被還原為金屬單質(zhì)的過程,Mn+ne- M。2.在金屬中,鋁元素在地殼中的含量居第一位,為什么鋁的發(fā)現(xiàn)和使用比銅和鐵要晚得多?提示:金屬的發(fā)現(xiàn)和使用與金屬的活動(dòng)性密切相關(guān),金屬活動(dòng)性越強(qiáng),其相應(yīng)的金屬陽離子得電子的能力越弱,冶煉難度越大。鋁是一種活動(dòng)性較強(qiáng)的金屬,用一般的還原劑很難將其還原,工業(yè)上采用最強(qiáng)有力的氧化還原手段電解法進(jìn)行冶煉,而銅和鐵用一般的還原劑就可以達(dá)到目的,所以鋁的發(fā)現(xiàn)和使用比銅和鐵要晚得多。 重難點(diǎn)一重難點(diǎn)二知識(shí)點(diǎn)

4、撥1.金屬冶煉方法的選擇少數(shù)不活潑的金屬在自然界中以單質(zhì)形式存在,如金、鉑等。大部分金屬以化合態(tài)形式存在于自然界,金屬越不活潑,從其化合物中還原出來越容易,金屬越活潑,從其化合物中還原出來越困難。2.金屬活動(dòng)性順序與金屬冶煉的關(guān)系 重難點(diǎn)一重難點(diǎn)二 重難點(diǎn)一重難點(diǎn)二3.金屬冶煉的熱還原法(1)熱還原法的分類。(2)熱還原法的優(yōu)缺點(diǎn)。用H 2作還原劑時(shí),生成產(chǎn)物H2O在高溫下以H2O(g)蒸發(fā)出去,使制得的金屬純度較高,但成本也較高。 用CO作還原劑冶煉金屬時(shí),CO一般在冶煉爐中通過下列反應(yīng)生成: 所以用CO還原法冶煉得到的金屬中混有雜質(zhì)C,純度不高。 重難點(diǎn)一重難點(diǎn)二用C作還原劑冶煉得到的金屬

5、往往混有焦炭和碳化物,得不到純度較高的金屬。用鋁熱反應(yīng)冶煉金屬,雖克服了被冶煉金屬及其氧化物熔點(diǎn)高、難冶煉的問題,但是成本較高。 典例引領(lǐng)例題1導(dǎo)學(xué)號(hào)52090106下表中金屬的冶煉原理與方法不完全正確的是()重難點(diǎn)一重難點(diǎn)二解析:活潑金屬K、Ca、Na、Mg、Al等用電解法冶煉,中等活潑金屬Zn、Fe、Sn、Pb、Cu等用熱還原法冶煉,不活潑金屬Hg、Ag利用熱分解法冶煉,故A、B、D三項(xiàng)正確。C項(xiàng)錯(cuò)誤,C項(xiàng)為火法煉銅。 答案:C 重難點(diǎn)一重難點(diǎn)二 重難點(diǎn)一重難點(diǎn)二成功體驗(yàn)1金屬材料在日常生活、生產(chǎn)中有著廣泛的應(yīng)用,下列關(guān)于金屬的說法不正確的是()A.越活潑的金屬越難冶煉B.合金的性質(zhì)與其成

6、分金屬的性質(zhì)不完全相同C.金屬冶煉的本質(zhì)是金屬陽離子得到電子變成金屬原子D.工業(yè)上金屬M(fèi)g、Al都是用電解熔融的氯化物制得的解析:金屬冶煉的本質(zhì)是金屬陽離子得到電子被還原成金屬原子,因此金屬越活潑,對(duì)應(yīng)金屬陽離子氧化性越弱,則金屬越難冶煉,A、C正確;合金要比各成分金屬的熔、沸點(diǎn)低,硬度大,B正確;因AlCl 3為共價(jià)化合物,其熔融態(tài)不導(dǎo)電,因此不能用電解AlCl3的方法來冶煉鋁,而通常用電解Al2O3的方法來冶煉鋁。答案:D 重難點(diǎn)一重難點(diǎn)二重難點(diǎn)二鋁熱反應(yīng)情景引入鋁熱反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)裝置 重難點(diǎn)一重難點(diǎn)二討論探究1.鋁熱反應(yīng)實(shí)驗(yàn)中鎂條與氯酸鉀的作用是什么?提示:鎂條的作用是燃燒放出大量的熱引發(fā)K

7、ClO3分解,氯酸鉀的作用是供氧劑。2.能否利用鋁熱反應(yīng)冶煉鎂?提示:Mg的活動(dòng)性強(qiáng)于Al,不能用Al還原MgO制得Mg。 重難點(diǎn)一重難點(diǎn)二知識(shí)點(diǎn)撥1.鋁熱反應(yīng) 重難點(diǎn)一重難點(diǎn)二2.鋁熱反應(yīng)實(shí)驗(yàn) 重難點(diǎn)一重難點(diǎn)二 重難點(diǎn)一重難點(diǎn)二典例引領(lǐng)例題2導(dǎo)學(xué)號(hào)52090107用如圖所示的裝置做鋁熱反應(yīng)實(shí)驗(yàn),回答下列問題: 重難點(diǎn)一重難點(diǎn)二(1)寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式:,在該反應(yīng)中,是氧化劑,是還原劑,該反應(yīng)稱為反應(yīng)。 (2)選出該實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象:(填序號(hào))。 鎂條劇烈燃燒放出大量的熱,并發(fā)出耀眼的光芒,火星四射紙漏斗的下部被燒穿有紅熱狀態(tài)的液珠落入蒸發(fā)皿內(nèi)的細(xì)沙上,液珠冷卻后變?yōu)楹谏腆w(3)寫出下列操

8、作或物質(zhì)的作用:內(nèi)層紙漏斗底部剪一個(gè)孔:;蒸發(fā)皿盛沙:;鎂條:;氯酸鉀:。 重難點(diǎn)一重難點(diǎn)二解析:(1)鋁熱反應(yīng)為2Al+Fe2O32Fe+Al2O3,該反應(yīng)中Fe2O3作氧化劑,Al作還原劑。(2)全為該鋁熱反應(yīng)的現(xiàn)象。(3)鋁熱反應(yīng)實(shí)驗(yàn)中為使熔融物易落下,通常在內(nèi)層紙漏斗底部剪一個(gè)孔;為防止濺落物炸裂蒸發(fā)皿,蒸發(fā)皿內(nèi)盛沙子;反應(yīng)中鎂條提供熱量使氯酸鉀分解;氯酸鉀分解引發(fā)鋁熱反應(yīng)。答案:(1)2Al+Fe 2O3 2Fe+Al2O3Fe2O3Al鋁熱(2)(3)使熔融物易于落下防止濺落物炸裂蒸發(fā)皿引起氯酸鉀分解引發(fā)鋁熱反應(yīng) 重難點(diǎn)一重難點(diǎn)二成功體驗(yàn)2下列氧化物不能與鋁粉組成鋁熱劑的是()A.

9、Cr2O3B.MnO2 C.Na2OD.V2O5解析:鋁熱反應(yīng)的本質(zhì)是鋁置換活動(dòng)性比它弱的金屬。答案:C 1 2 3 41.已知一些金屬單質(zhì)的發(fā)現(xiàn)與其金屬活動(dòng)性存在著某種必然的聯(lián)系,請(qǐng)你推測(cè):下列事件發(fā)生在鐵器時(shí)代之前的是()A.金屬鋁的冶煉B.青銅器時(shí)代C.金屬鉀的使用D.戴維發(fā)現(xiàn)金屬鈉解析:金屬單質(zhì)的發(fā)現(xiàn)和使用與金屬活動(dòng)性順序相反,即金屬越不活潑越易被還原成金屬單質(zhì),被發(fā)現(xiàn)和使用的越早,比鐵不活潑的金屬在四個(gè)選項(xiàng)中只有Cu,故選B。答案:B 1 2 3 42.下列金屬一般用電解熔融鹽的方法冶煉的是()A.活動(dòng)性強(qiáng)的金屬B.活動(dòng)性弱的金屬C.人類較早使用的金屬D.明代作貨幣的金屬解析:金屬活

10、動(dòng)性強(qiáng)的金屬如Na、K、Mg、Ca等,一般用電解熔融鹽的方法冶煉。答案:A 1 2 3 43.鋁能用于冶煉熔點(diǎn)高的金屬(如Cr、V、Mn等),這是因?yàn)殇X具有()A.兩性B.導(dǎo)電性好C.熔點(diǎn)低D.還原性,在冶煉反應(yīng)中放出大量的熱量解析:鋁在冶煉反應(yīng)中放出大量的熱量,利用這一特點(diǎn)可以用來還原一些熔點(diǎn)高的金屬,故該反應(yīng)也稱為鋁熱反應(yīng)。答案:D 1 2 3 44.下列金屬冶煉的反應(yīng)原理,錯(cuò)誤的是()解析:KAl等活潑金屬不能用普通的還原劑把它們還原出來,一般采用的是電解熔融鹽或氧化物的方法冶煉。ZnCu等金屬可以用還原劑(如CO、H 2、C等)高溫還原的方法冶煉,必要時(shí)再用其他方法(比如銅的精煉)進(jìn)一步精煉。更不活潑的金屬由于它們的化合物更不穩(wěn)定,因此一般采用熱分解法冶煉。答案:B