2023-2024学年人教版新教材必修第二册 第八章第一节 自然资源的开发利用（第1课时） 学案

第八章化学与可持续发展8.1.1金属矿物的开发利用一、学习目标1、知道金属在自然界中的存在形态。2、熟知金属冶炼的方法及其原理。3、掌握铝热反应的原理和实验。二、重点和难点重点：常见金属的冶炼方法。难点：金属冶炼方法的选择。三、自主学习与合作探究（课本98~99页）【合作探究一】金属矿物的开发利用1、金属元素的存在(1)极少数的不活泼金属(金、铂等)以的形式存在。(2)绝大多数金属以的形式存在。(3)在地壳中，含量最高的金属元素是，其次是。2、金属的冶炼实质【思考与交流】金属活动性不同，还原方法一样吗？金属活动顺序与金属冶炼有关系吗？3、金属的冶炼方法①物理提取法：适用于极不活泼的金属的冶炼。PtAu②热分解法：适用于金属活动性顺序表中氢以后的金属冶炼。HgAg③热还原法：适用于金属活动性顺序表中部的金属冶炼。ZnFeSnPbCu④电解法：适用于钾、钠、钙、铝等活泼金属的冶炼。KCaNaMgAl【自主检测】1．有关金属的冶炼原理，下列说法正确的是()A．肯定发生的是置换反应B．肯定发生的是分解反应C．肯定发生的是还原反应D．只能用金属作还原剂冶炼金属【自主检测】2．工业上获得金属镁采用的冶炼方法是（）A．加热分解镁氧化物B．电解熔融氯化镁C．高温下发生铝热反应D．高温下用氢气还原【合作探究二】铝热反应的【思考与讨论】铝热反应在生活中的应用？铝热反应概念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引发操作在铝热剂上放KClO3,插上镁条并将镁条点燃原理（化学式）实验现象【自主检测】3.铝用来焊接钢轨是利用()A．铝与氧气反应生成稳定的保护层B．铝是热的良导体C．铝是强还原剂，铝热反应放热D．铝合金强度大【自主检测】4．能用铝作原料来冶炼难熔的金属是因为()A．铝的密度小，熔点较低B．铝在空气中燃烧放出大量的热C．铝在金属活动性顺序表中排在较前面D．铝具有还原性，发生铝热反应时放出大量热【合作探究三】合理利用金属资源阅读课本99页【思考与讨论】试从能源消耗和环境污染两个角度分析加强废旧金属回收利用的重要性。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有限的，是不可再生的，因此金属资源应合理地开发利用。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）加强金属资源的回收和再利用。（3）使用其他材料代替金属材料。四、【自主检测】5．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。下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．金属的化合价高低B．金属的活动性强弱C．金属的导电性强弱D．金属在地壳中的含量多少6．中华民族有着光辉灿烂的发明史，下列发明创造不涉及化学反应的是()A．用胆矾炼铜 B．用铁矿石炼铁C．烧结黏土制陶瓷 D．打磨磁石制指南针7．在冶金工业上，均不能用通常的化学还原剂制得的一组是()A．Na、Ca、Mg、Al、KB．Na、K、Zn、Fe、HgC．Zn、Fe、Cu、Ag、SnD．Mg、Al、Zn、Fe、Pb8．金属锂是密度最小的金属，等质量的金属锂能释放出更多的电子，故常用来制造高能量电池。已知锂的金属性介于钠和镁之间，则下列能冶炼出金属锂的方法是()A．电解法 B．热还原法C．热分解法 D．铝热法9．下列反应原理中，不符合工业冶炼金属实际情况的是()A．2Ag2O4Ag＋O2↑B．2Al2O3(熔融)电解4Al＋3O2↑C．2MgO2Mg＋O2↑D．4CO＋Fe3O43Fe＋4CO210．下列说法不正确的是()A．自然界中不存在游离态的金属B．金属活动性不同，冶炼方法也有所不同C．地球上金属矿物资源有限，因此应提高金属矿物的利用率D．废旧金属的回收利用有利于环境保护班级：姓名：组别：序号：【自主检测选择题答题卡】1234567891011、地球上的金属矿物资源是有限的，应合理开发利用。(1)金属冶炼的实质是金属离子被(填“氧化”或“还原”)生成金属单质。(2)铜在自然界存在于多种矿石中，如：矿石名称黄铜矿辉铜矿孔雀石主要成分CuFeS2Cu2SCu2(OH)2CO3请回答下列问题：①上表所列铜的化合物中，推断铜的质量分数最高的是②CuFeS.2中Cu为+1价、Fe为+3价，高温焙烧时发生的反应是CuFeS2+O2SO2+FeS+Cu，焙烧过程中被还原的元素有③工业上以黄铜矿为原料，采用火法熔炼工艺生产铜，火法炼铜的反应为Cu2S+O22Cu+SO2，该反应中氧化剂是④Cu2(OH)2CO3与稀硫酸反应的离子方程式为参考答案【合作探究一】1、金属元素的存在游离态化合态铝铁2、金属的冶炼实质Mn＋＋ne－=M。3、金属的冶炼方法①物理提取法：PtAu②热分解法：HgAg③热还原法：ZnFeSnPbCu④电解法：KCaNaMgAl1.【答案】C【解析】金属冶炼的本质是金属阳离子得到电子生成金属单质，发生了还原反应，即：Mn＋＋ne－=M，发生的反应可能是置换反应，如：2Al＋Fe2O3Al2O3＋2Fe，也可能是分解反应，如MgCl2(熔融)Mg＋Cl2↑，也可能是其他类型反应，如：Fe2O3＋3CO2Fe＋3CO2。2.解析由于金属镁的活泼性较强，因此工业上一般采用电解熔融氯化镁制备金属镁。答案B【合作探究二】实验现象剧烈反应，发出耀眼的白光。纸漏斗的下部被烧穿，有熔融物落入沙中原理（化学式）Fe2O32Fe＋Al2O3【思考与讨论】铝热反应的原理可以应用在生产上，如用于焊接钢轨等。在冶金工业上也常用这一反应原理，使铝与金属氧化物反应，冶炼钒、铬、锰等等高熔点金属。3.【答案】C【解析】铝是强还原剂，铝热反应放出大量的热，可达到很高的温度，生成了Al2O3和液态铁，从而将钢轨焊接在一起。4、【答案】D【解析】利用铝来冶炼难熔的金属是利用铝热反应来进行的。在铝热反应中，铝表现出还原性，可置换出其他金属；另外铝热反应还有一个特点就是反应能放出大量的热，可使置换出的金属熔化，达到冶炼的目的。【合作探究三】1。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有限的，是不可再生的，因此金属资源应合理地开发利用。四、自主检测5【答案】B【解析】金属开发利用的先后顺序与金属冶炼的难易程度有关，而金属冶炼的难易程度取决于金属的活动性强弱。6【答案】D【解析】胆矾为CuSO4·5H2O，冶炼得到Cu的过程中发生氧化还原反应，A项错误；铁矿石的主要成分为铁的化合物，炼铁也需要发生氧化还原反应，B项错误；烧制陶瓷过程中发生复杂的物理和化学变化，C项错误；打磨磁石制指南针的过程中没有化学变化，D项正确。7【答案】A【解析】A项中的金属均为活泼金属，通常用电解法冶炼。8【答案】A【解析】可以根据金属活动性与金属冶炼方法之间的联系来判断，锂的金属性介于钠和镁之间，应该与钠、镁的冶炼方法相同，用电解法才能得到金属锂。9【答案】C【解析】金属冶炼常用电解法、热还原法、热分解法，K～Al常用电解法冶炼，Zn～Cu常用热还原法冶炼，Cu以后的金属常用热分解法冶炼，冶炼银，常用氧化银的分解，符合实际，故A错误；电解氧化铝冶炼铝单质，符合实际，故B错误；工业常电解氯化镁冶