高中化学 第四章 化学与自然资源的开发利用 第1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课件 新人教版必修2-新人教版高一必修2化学课件

1、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学习目标重点难点重点难点1.了解金属在自然界中的存在形了解金属在自然界中的存在形式，掌握金属冶炼的一般方法和式，掌握金属冶炼的一般方法和原理。原理。2掌握铝热反应原理及实验步掌握铝热反应原理及实验步骤。骤。3了解金属回收和资源保护的了解金属回收和资源保护的意义。意义。【学习重点】【学习重点】金属冶炼的一般方法金属冶炼的一般方法和原理。和原理。【学习难点】【学习难点】铝热反应原理及实验铝热反应原理及实验步骤。步骤。1金属在自然界中存在的形态在自然界中，除了_、_等极少数金属以外，绝大多数金属以_的形式存在于自然界。在这些金属化合物

2、中，金属元素都显_化合价。金属的冶炼金属的冶炼金金 铂铂 化合态化合态 正正 氧化还原反应氧化还原反应 得到得到 金属原子金属原子 汞、银汞、银 强强 强强 失去失去 弱弱 得到得到 焦炭、一氧化碳、氢气、活泼金属焦炭、一氧化碳、氢气、活泼金属(如铝如铝) 4回收废旧金属(1)回收金属的意义：_ _。(2)废旧金属的最好的处理方法是_。(3)回收金属的实例：废旧钢铁用于炼钢；废铁屑用于制铁盐；从电影业、照相业、科研单位和医院X光室回收的定影液中，可以提取金属银。节约矿物资源、节约能源、减少环节约矿物资源、节约能源、减少环 境污染境污染 回收利用回收利用 1举例说明金属活动性顺序表的具体应用？【

3、答案】(1)在金属活动性顺序表中排在氢前面的金属可以置换出酸中的氢，如ZnH2SO4(稀)= ZnSO4H2。(2)在金属活动性顺序表中排在前面的金属能把排在后面的金属从其盐溶液中置换出来，如FeCuSO4= FeSO4Cu。1合理开发利用金属资源金属的冶炼需要消耗大量的资源和能源，还会造成环境污染，地球上的金属资源是_的，是不可再生的，因此金属资源应_。2有效利用金属资源的途径(1)提高金属的利用率，减少金属的使用量；(2)加强金属资源的_；(3)使用 _代替金属材料。金属资源的合理开发利用金属资源的合理开发利用有限有限 合理开发利用合理开发利用 回收和再利用回收和再利用 其他材料其他材料

4、2铝是地壳中含量最高的金属元素，为什么人类对铝的使用比铁、铜晚得多？【答案】铝的金属活动性比铁、铜强，难于冶炼，古代人们的技术条件达不到，不能冶炼铝，故铝的发现和大量使用比铁、铜晚得多。1铝热反应实验金属的冶炼金属的冶炼实验实验现象现象(1)镁条剧烈燃烧；镁条剧烈燃烧；(2)氧化铁粉末和铝粉发生剧氧化铁粉末和铝粉发生剧烈的反应；烈的反应；(3)反应放出大量的热，并发出耀眼反应放出大量的热，并发出耀眼的白光；的白光；(4)纸漏斗的下部被烧穿，有熔融物落纸漏斗的下部被烧穿，有熔融物落入沙中入沙中实验实验结论结论在高温下，铝与在高温下，铝与Fe2O3发生反应，放出大量的热发生反应，放出大量的热2.铝

5、热反应及应用概念概念铝和金属氧化物在高温下发生剧烈反应并放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出大量热的化学反应原理原理Al作还原剂，另一种氧化物作氧化剂，用铝作还原剂，另一种氧化物作氧化剂，用铝将氧化物中的金属置换出来将氧化物中的金属置换出来铝热剂铝热剂铝粉和某些金属氧化物铝粉和某些金属氧化物(Fe3O4、Cr2O3、V2O5等等)组成的混合物组成的混合物反应反应特点特点在高温下进行，反应迅速并放出大量的热，在高温下进行，反应迅速并放出大量的热，新生成的金属单质呈熔融态且易与新生成的金属单质呈熔融态且易与Al2O3分离分离应用应用(1)冶炼难熔的相对较不活泼的金属，如冶炼

6、难熔的相对较不活泼的金属，如V、Cr、Mn等；等；(2)焊接钢轨等焊接钢轨等金属冶炼的方法及其性质(1)选择依据选择何种方法冶炼金属，应依据金属在自然界中的存在形态和金属的活动性。金属冶炼时，金属元素由化合态变为游离态，金属活动性不同，其阳离子得电子能力不同，得电子能力强的，易被还原，可选用加热法分解或热还原法，得电子能力弱的较难被还原，可用电解法。(2)选择规律金属活动性顺序表中，金属的位置越靠后，越容易被还原，用一般的热分解法就能使金属还原；活泼性居中或不太活泼的用热还原法；金属的位置越靠前，越难被还原，往往采用电解法使金属从矿石中还原出来。(3)金属活动性顺序及金属的性质金属活动金属活动

7、性顺序性顺序K、Ca、NaMgAl、ZnFe、Sn、Pb(H)Cu、Hg、AgPt、Au与与O2反应反应常温下易被氧常温下易被氧化，点燃生成过化，点燃生成过氧化物或其他复氧化物或其他复杂氧化物杂氧化物常温生成氧化膜常温生成氧化膜加热加热化合化合不反不反应应与与H2O反应反应常温下生常温下生成碱和氢气成碱和氢气与热水与热水反应反应有碱存有碱存在与水在与水反应反应高温与高温与水蒸气水蒸气反应反应不反应不反应与非氧化与非氧化性酸反应性酸反应生成盐和氢气生成盐和氢气不反应不反应与盐溶与盐溶液反应液反应先与水反应，生先与水反应，生成的碱再与盐反成的碱再与盐反应应排在前面的金属能把排在后面的金属从其盐溶液

8、排在前面的金属能把排在后面的金属从其盐溶液中置换出来中置换出来自然界存自然界存在形态在形态化合态化合态(Fe有游离态有游离态)游离游离态态金属的回收和资源保护(1)废旧金属最好的处理方法是回收利用。(2)回收利用废旧金属的意义是节约矿物资源、减少环境污染、节约能源。(3)合理开发和利用金属矿物资源，有效地使用金属产品、材料。【解题指南】解答本题需注意以下两点：(1)选择金属冶炼的方法要依据金属在自然界中的存在形态和金属的活动性。金属活动性顺序表中，金属的位置越靠后，越容易被还原；金属的位置越靠前，越难被还原。(2)常见金属冶炼方法：热分解法、热还原法、电解法。【解析】金属冶炼的方法很多，由于金

9、属离子得电子的能力不同，因此必须采取不同的冶炼方法。在金属活动性顺序表中，位于氢后面的金属(Hg、Ag等)的氧化物受热就能分解得到单质；位于前面的几种金属(如K、Na、Ca、Mg、Al等)的还原性太强，这些金属都很容易失去电子，只能用通电电解其熔融盐或氧化物的方法冶炼。故B选项金属铝只能采用电解熔融的氧化铝来制取。【答案】 B(2019广东佛山周测)由下列物质冶炼相应金属时采用电解法的是()AFe2O3BNaClCCu2SDCuSO4【答案】B【解析】根据金属的活泼性，不活泼的金属利用热分解法；较为活泼的金属采用热还原法；活泼金属，如钾、钙、钠、镁、铝采用电解法。下列有关金属的工业制法中正确的是()A制钛：用金属钠置换四氯化钛(TiCl4)溶液中的钛B炼铁：用焦炭和空气反应产生的CO在高温下还原铁矿石中铁的氧化物C制钠：用海水为原料制得精盐，再电解纯净的NaCl溶液D炼铜：用黄铜矿经电解精炼得到纯度为99.9%的铜【答案】B【解析】A中不能用TiCl4溶液，要用熔融状态的TiCl4；电解NaCl溶液得到NaOH、Cl2和H2；电解法精炼铜的原料是粗铜。金属冶炼的易错点：(1)不能用电解AlC