1、专题四 化学科学与人类文明本专题总结拓展一、人类对金属的制取和使用的研究如图表示金属活动性顺序表中铜、锡、铁和铝元素被人类大规模开发、利用的大致年限。人类大规模开发、利用铜、锡、铝的年代示意图从上述图表我们可以看出，金属活泼性越强，大量制取和广泛应用的时间就越晚，越不活泼的金属，发现和使用的时间就越早。我们知道，金属的冶炼与科学技术的发展密不可分。金属冶炼的难易程度又与金属活动性密切相关。越活泼的金属越不容易冶炼。而相对不活泼的金属，则较容易制得其单质。金属的冶炼方法：(1)富集法淘金(2)加热分解法：对金属活动性较弱的 Ag、Hg 等金属元素，一般采取高温分解其氧化物来获取金属单质。如：2H
2、gO=2HgO2；2Ag2O=4AgO2(3)加热还原法：是多数金属的冶炼方法，主要冶炼在金属活动顺序表中 Al 以后，Ag 以前的金属。原理是利用还原剂(如H2、CO、C 等)将金属元素从其氧化物中置换出来。例如炼铁原理：Fe2O33CO=高温 2Fe3CO2根据需要可对获得的金属进行进一步的精炼。(4)电解法：主要是针对金属活动顺序表中，Al 以前的金属。因其活动性强，金属阳离子的氧化性非常弱，难以被还原剂还原。故一般采用通直流电、电解熔融盐或氧化物的方法，使金属阳离子得电子，被还原为金属单质。例如：2Al2O3(熔融)=通电Na3AlF64Al3O2(电解冶炼铝)2NaCl(熔融)=通电
3、 2NaCl2(电解制钠)随着科学技术的进一步发展，一些更活泼、更难熔的金属也相继被制得。(5)倒置换法和铝热法：真空炼铷：RbClNa RbNaCl真空炼钾：KClNa KNaCl(倒置换法)Cr2O32Al=高温 2CrAl2O33V2O510Al=高温 6V5Al2O3(铝热法冶炼难熔金属)通过以上对金属冶炼的发展和利用时间先后的研究，我们发现人类对物质及其变化的认识是逐步发展和深入的。二、铜的冶炼方法金属冶炼的化学反应原理：利用氧化还原反应，在一定温度下将金属元素由化合态还原为游离态。金属冶炼的实质和化学反应原理是不变的，但是采用什么样的冶炼方法，还要具体情况具体分析，具体情况具体判断
4、。例如：将辉铜矿冶炼为铜，可以利用下列化学反应进行冶炼。Cu2SO2=高温 2CuSO2氧化剂：O2、Cu2S还原剂：Cu2S湿法炼铜的原理：CuSO4Fe=CuFeSO4生物炼铜矿堆浸铜法是一种已被人们沿用了几百年的生物炼铜法，直到最近，生物工程学家才认识到是微生物在帮助我们从矿石中提取铜。生物炼铜的成本远远低于其他冶炼法，具有污染小、反应条件简单、即使含量(品味)很低的矿石也可以被利用等优点，所以引起了人们极大关注。目前，美国生产的铜中 10%是通过这种方法获得。铜的电解精炼三、化学与其他科学的联系进入 21 世纪，由于化学科学的基础性、实用性和创造性，使得化学同其他各学科的联系愈加密切，相互渗透融合，形成了许多交叉学科、边缘学科(如上图所示)，使化学的研究领域得到了极大的拓展，也使化学成为了名符其实的“中心科学”。化学与信息半导体、光导纤维的制取；与生命蛋白质分子、氨基酸等与生命有关的物质结构、性质的认识；与材料合成氨、合成橡胶、液晶、合金等；与环境SO2的排放处理、污水中重金属离子的回收等息息相关，在发现、分离、创造新物质的过程中，化学科学不断向前迈进。温示提馨请 做：专题综合检测(四)PPT文稿（点击进入）
