高中化学 第4章 第1节 开发利用金属矿物和海水资源（第1课时）学案 新人教版必修21

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1、开发利用金属矿物和海水资源（第1课时）【学习目标】1．了解金属在自然界中的存在形式。2．掌握金属的冶炼方法。3．掌握铝热反应原理及实验。4．了解金属回收和资源保护的意义。5.认识和体会化学在自然资源开发和利用中的意义和作用。【学习过程】1．金属单质在自然界中的存在形式：少数化学性质不活泼的金属，在自然界中能以游离态存在，如金、铂、铜、银；化学性质比较活泼的金属，在自然界中以化合态存在。大多数金属在自然界中是以化合态存在的，如铝以铝土矿形式存在，铁以铁矿石形式存在。金属在自然界的分布特点是：量大，自然界中的金属元素种类约占全部元素种类的80%；面广，矿物中、动植物体中、水中都含有金属元素；

2、形态不一，有游离态，也有化合态；数量不均，自然界中以化合态形式存在的金属元素多，以游离态形式存在的金属元素少；有的金属元素含量高，有的金属元素含量低。2.金属的冶炼：（1）用化学的方法把化合态的金属变成游离态金属。将金属从其化合物中还原出来用于生产和制造各种金属材料的过程在工业上称为金属的冶炼。（2）金属冶炼的实质：用还原的方法使金属化合物中的金属离子得到电子变成金属原子。KCaNaMgAlZnFeSnPbHCuHgAgPtAu金属活动性逐渐减弱、金属离子的的电子能力逐渐增强（3）金属冶炼的步骤：①矿石的富集：减少杂质，提高矿石中有用成分的含量；②冶炼：利用氧化还原反应原理，在一定条件下

3、，用还原剂把金属矿石中以化合态存在的金属还原成金属单质；③精炼，采用一定的方法，提炼纯金属。3.金属的冶炼方法：不同金属冶炼方法的选择-5-(1)热分解法：适用于不活泼金属的冶炼。请写出下列反应的化学方程式：①加热分解HgO：2HgO2Hg＋O2↑②加热分解Ag2O：2Ag2O4Ag＋O2↑(2)电解法：适用于非常活泼金属的冶炼。请补全下列反应的化学方程式：①冶炼金属钠：2NaCl(熔融)2Na＋Cl2↑②冶炼金属镁：MgCl2(熔融)Mg＋Cl2↑③冶炼金属铝：2Al2O3(熔融)4Al＋3O2↑（3）高温还原法：适用于大多数中等活泼金属的冶炼，常用的还原剂有C、CO、H2等。①高炉炼

4、铁：Fe2O3＋3CO2Fe＋3CO2②铝热反应炼铁：Fe2O3＋2Al2Fe＋Al2O3③用氢气还原氧化铜：CuO＋H2Cu＋H2O（4）其他方法①火法炼铜：Cu2S＋O22Cu＋SO2②湿法炼铜：Fe＋CuSO4===FeSO4＋Cu4.铝热反应：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，Al作还原剂，另一种氧化物作氧化剂，用铝将氧化物中的金属置换出来。铝粉和某些金属氧化物(Fe3O4、Cr2O3、V2O5等)组成的混合物。5．合理开发和利用金属矿物资源-5-【归纳总结】（1）工业上用电解熔融MgCl2冶炼镁而不用MgO,原因是MgO的熔点高。（2）工业上用电解熔融A

5、l2O3冶炼铝而不用AlCl3,原因是AlCl3是共价化合物。（3）铝热反应的实质是利用铝的强还原性,置换出较不活泼的金属，因此，利用铝热反应只能冶炼出活泼性比Al差的金属,如Al与MgO不反应。（4）金属单质的发现与应用和金属活泼性有一定关系,一般金属发现的越早，则活泼性越差，金属发现的越晚，则活泼性越强。【当堂检测】1.下列金属冶炼的反应原理，错误的是(　　)A．2NaCl(熔融)2Na＋Cl2↑B．MgO＋H2Mg＋H2OC．Fe3O4＋4CO3Fe＋4CO2D．2HgO2Hg＋O2↑2.分析推理是化学学习的方法之一。下列实验推理中，正确的是(　　)A．金属的冶炼方法与金属的活泼性

6、有很大关系，所以银和汞可以用热分解的方法冶炼B．钠比铜活泼，所以钠可以从硫酸铜溶液中置换出铜C．工业上电解熔融氯化镁可制得金属镁，所以工业上电解熔融氯化铝可制得铝D．将镁条和铝片用导线连接再插进稀NaOH溶液中，镁条上产生气泡，说明镁比铝活泼3.成语、诗词话科学——对下列成语或诗句所描述现象的解释，你认为错误的是(　　)成语或诗句用化学知识解释A唐代李白诗句“风吹柳花满店香”这是生活中常见的一种分子扩散运动B“烈火见真金”金的性质稳定，在烈火中也不会发生反应C明代于谦诗句“粉身碎骨浑不怕”它指石灰石碾碎成粉末状的物理变化过程D成语“百炼成钢”通过反复锤炼，减少铁合金中碳元素的质量分数4.

7、工业上制备铝一般是通过铝土矿制得纯净的Al2O3，然后得到铝，而不是电解氯化铝，其主要原因是(　　)A．AlCl3是共价化合物，其熔融态不导电B．电解AlC13生成的Cl2会污染大气C．用氢气还原氧化铝即可得到铝D．AlCl3不存在-5-5.根据CO还原铁的氧化物的实验装置图(如图所示)，回答下列问题：(1)怎样知道硬质玻璃管中Fe2O3已开始反应？_________________________。(2)在A处点燃，可观察到的现象