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.ppt

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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 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 MgA 熱分解法 2 Fe CuB 高溫還原法 3 Hg AgC 電解法答案 1 C 2 B 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)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H2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AlCl3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)KClO3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 Fe2O32Fe 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 Cr2O3B MnO2C 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 4 1 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 4 2 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 4 3 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 4 4 下列金屬冶煉的反應(yīng)原理 錯(cuò)誤的是 解析 K Al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 Zn Cu等金屬可以用還原劑 如CO H2 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