1、第四章 化学与自然资源的开发利用 第一节 开发利用金属矿物和海水资源第1课时 金属矿物的开发利用 学习目标温故知新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。1.在地壳中含量位于第一位的金属元素是 Al，人类最早使用的金属是 Cu，生产、生活中应用最广泛的金属是 Fe。2金属活动性顺序：KCaNaMgAlZnFeSnPbCuHgAgPtAu。离子氧化性顺序：KCa2NaMg2Al3Zn2Fe2Sn2Pb2Cu2Hg2Ag。3冶炼金属铁的原理与反应原理(1)原料：铁矿石、焦炭
2、、石灰石(2)原理：在高温下，利用焦炭与氧气反应生成的 CO 把铁从铁矿石中还原出来：Fe2O33CO=高温 2Fe3CO2。探究点一 金属矿物的开发利用一、金属在自然界中的存在形式1金、铂等极少数金属以_形式存在。2绝大多数金属以_形式存在。在金属化合物中金属元素都显_。游离态化合态正价二、金属的冶炼1金属矿物的冶炼步骤：2金属的冶炼原理金属冶炼的实质是使金属化合物中的金属阳离子得到电子被还原为金属单质的过程，即：Mnne=M。3冶炼方法三、有效利用金属资源的途径1提高金属矿物的_。2减少金属的_。3加强金属资源的_。4使用_代替金属材料。利用率使用量回收和再利用其他材料1下列物质可用电解法
3、制得的是()ACu BZnCAlDHg提示：C2下列方法中不能从溶有黄金的王水中提取出金的方法是()A萃取B用Zn置换C用Fe置换D电解提示：A Au不活泼，其提取方法有多种可能。用铁或锌置换或电解的方法都能得到金。3从石器、青铜器到铁器时代，金属的冶炼体现了人类文明的发展水平。如图表示了三种金属被人类开发利用的大致年限，之所以有先后，主要取决于()A金属导电性强弱B金属在地壳中的含量多少C金属的化合价高低D金属的活动性强弱提示：D 分析图表知，Al、Fe、Cu三种金属活动性逐渐减弱，而三种金属开发利用的时间由晚到早，由此可判断金属活动性越强，冶炼越困难，开发利用的时间越晚。4连线1金属冶炼原
4、理(1)所有金属单质必须通过化学反应才能获得吗？提示：不一定。有些金属在自然界中以游离态存在，不必通过化学反应获得，比如金、铂等通过物理方法获得。(2)利用化合物冶炼金属时，金属元素一定发生还原反应吗？提示：是的。因为在化合物中金属元素一定为正价，变为单质时化合价降低，得电子，发生还原反应。2金属的冶炼方法。金属活泼性不同，所以冶炼方法也不同。常见的冶炼方法有热分解法、热还原法、电解法以及其他方法等。(1)为什么冶炼镁时不能使用MgO，冶炼铝时不能使用AlCl3?提示：因为氧化镁熔点太高，不易熔化所以不用，而氯化镁熔点低，易熔化且熔化后易电离出自由移动的阴、阳离子，所以用氯化镁；氯化铝是共价化
5、合物，熔化时不能电离出自由移动的阴、阳离子，所以不能使用，只能用熔点较高的氧化铝。(2)用电解法冶炼活泼金属(如Na、Mg、Al等)，能否电解该金属的盐溶液？提示：不能，应电解熔融状态的该金属化合物。(3)“火法炼铜”与“湿法炼铜”的反应原理各是什么？各有何缺点？提示：火法炼铜：Cu2SO2=高温 2CuSO2湿法炼铜：FeCuSO2=FeSO4Cu火法炼铜会产生大量污染性气体(SO2)；湿法炼铜制得的铜不纯，且废液污染环境。1金属的冶炼方法(1)热分解法：一般适用于金属活动顺序中位于汞及以后的金属，即Hg、Ag。(2)热还原法：一般适用于金属活动性顺序中铝以后汞以前的大多数金属。常用的还原剂
6、有H2、CO、C、Al等，即从Zn到Cu这5种金属。(3)电解法：一般适用金属活动顺序中铝及铝以前的活动性较强的金属，即K到Al这5种金属。(4)物理方法：Pt、Au在自然界中以单质形式存在，可以选择物理分离的方法提纯。2冶炼方法的优缺点(1)可用热还原法冶炼的金属，其金属性比较强，在金属活动性顺序中居于中间区域。用焦炭还原法冶炼金属，炼得的金属中往往含有少量的碳。又由于用一氧化碳还原法冶炼金属时，一氧化碳一般是在金属冶炼炉中通过下列反应生成的：C(焦炭)O2=CO2，CO2C(焦炭)=高温 2CO。所以，用一氧化碳还原法炼得的金属中也会含有少量的炭。用氢气还原法冶炼金属，炼得的金属的纯度相对较高，但成本也较高。用活泼金属还原法冶炼金属，克服了被炼金属及其氧化物熔点高、难以冶炼的问题，但成本也较高。由于金属矿石中一般混有多种杂质及在高温下少量还原剂与炼出的金属熔合等问题，用热还原法炼得的金属往往不纯。(2)电解法冶炼金属，解决了很活泼的金属(K、Ca、Na、Mg、Al等)阳离子难以被还原的问题，或者说电解法一般用于很活泼的金属的冶炼。电解法冶炼金属要消耗大量的电能，成本较高。在工业生产中要注意节能增效。点击进入WORD链接谢谢观看！
