第1节 第1课时　金属矿物的开发利用

化学第1课时金属矿物的开发利用一、金属的冶炼1.金属在自然界中存在的形态。金属元素—2.金属冶炼的原理。金属冶炼的实质是利用

氧化还原反应

,使金属矿物中的金属阳离子

得到电子

生成金属单质的过程,即Mn++ne-══M。

3.冶炼方法。

微解读以单质形式存在于自然界中的铂、金等金属,通常使用直接富集的方法获取,不需要冶炼。工业上制取活泼金属钾通常用金属钠和氯化钾在高温下反应制取;获取单质铜也可采用铁粉与硫酸铜溶液反应的方法(湿法冶铜)。微训练1下列金属的冶炼方法中正确的是(

)。A.电解氯化钠溶液冶炼金属钠B.电解熔融的氯化铝冶炼金属铝C.将铁粉与氧化镁混合加热冶炼镁D.用氢气还原氧化铁冶炼铁答案:D解析:冶炼金属钠应电解熔融的氯化钠,而不是电解氯化钠溶液;冶炼金属铝应电解熔融的氧化铝,而不是电解氯化铝;铁不能将氧化镁中的镁还原出来。微训练2古代的“药金”外观与黄金相似,常被误认为是金子。其冶炼方法如下:将碳酸锌、赤铜(Cu2O)、木炭混合加热至800

℃,得到金光闪闪的“药金”。(1)“药金”的主要成分是

。

(2)有关冶炼的化学方程式是

、

、

。

解析:由石灰石的热稳定性可知,高温下碳酸锌分解生成氧化锌和CO2,木炭将Cu2O、ZnO还原为金属铜和锌,故“药金”的主要成分是铜、锌。二、金属矿物的开发利用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

合理开发和利用

。

2.有效利用金属资源的途径。(1)提高金属矿物的利用率。(2)开发环保高效的金属冶炼方法。(3)防止金属的腐蚀。(4)加强废旧金属的回收和再利用。(5)使用其他材料代替金属材料。微训练3下列说法不正确的是(

)。A.每种金属都有唯一对应的冶炼方法B.金属活动性不同,冶炼方法也有所不同C.地球上的金属矿物资源是有限的,因此应提高金属矿物的利用率D.对废旧金属进行回收和再利用,有利于保护环境答案:A解析:根据金属活动性及工艺需要等,一种金属可以有不同的冶炼方法,如冶炼铜可有湿法和火法两种,还可通过电解法精炼,A项错误;金属活动性不同,金属阳离子被还原的难易程度就不同,则冶炼方法不同,B项正确;金属资源是有限的,既要提高金属矿物的利用率,又要回收利用废旧金属,C、D两项正确。一

金属的活动性与冶炼方法重难归纳1.金属活动性顺序与金属冶炼方法的关系。金属的活动性顺序K、Ca、Na、Mg、AlZn、Fe、Sn、Pb(H)、CuHg、AgPt、Au金属原子失电子能力强→弱金属离子得电子能力弱→强主要冶炼方法电解法热还原法热分解法富集法2.常用的热还原法。

典例剖析【例1】理论是实践的基础,只有掌握理论知识才能更好地促进生产的发展。下列化工生产原理错误的是(

)。①可以通过电解熔融的氯化钠来制取金属钠②可以将金属钠加入饱和氯化镁溶液中制取金属镁③用电解法冶炼金属铝时,原料是氯化铝④高炉炼铁时所发生的反应都是放热反应,故无须加热A.②③ B.①③C.①② D.②③④D解析:通常用电解熔融NaCl的方法冶炼金属钠,①正确;金属钠非常活泼,将金属钠加入饱和MgCl2溶液中,金属钠先与H2O反应生成NaOH和H2,Mg2+再与OH-反应生成Mg(OH)2沉淀,②错误;AlCl3为共价化合物,熔融状态下不导电,故冶炼铝使用的是Al2O3,③错误;高炉炼铁时所发生的反应有些是放热反应,如Fe2O3+3CO

2Fe+3CO2,但仍需要高温,④错误。学以致用冶炼金属一般有下列四种方法:①焦炭法,②水煤气(或氢气或一氧化碳)法,③活泼金属置换法,④电解法。四种方法在工业上均有应用。古代有(Ⅰ)火烧孔雀石炼铜,(Ⅱ)湿法炼铜,现代有(Ⅲ)铝热法炼铬,(Ⅳ)从光卤石中炼镁。下列对它们的冶炼方法的分析不正确的是(

)。A.(Ⅰ)用①

B.(Ⅱ)用②C.(Ⅲ)用③

D.(Ⅳ)用④答案:B二

铝热反应重难归纳1.铝热反应的原理。定义铝与某些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原理铝作还原剂,另一种金属氧化物作氧化剂,用铝将金属氧化物中的金属置换出来铝热剂铝粉和某些金属氧化物(Fe2O3、Cr2O3、V2O5、MnO2等)组成的混合物反应特点在高温下进行,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Al2O3分离应用冶炼熔点较高的相对较不活泼的金属(Cr、V、Mn等)、焊接钢轨等2.铝热反应的实验装置。典例剖析【例2】如图为铝热反应的实验装置,请回答下列问题。(1)该实验中常在氧化铁和铝粉的混合物表面撒上少量KClO3,再插入燃着的镁条以引发反应。KClO3所起的作用是

。

(2)若将氧化铁换成氧化钙,该反应

(填“能”或“不能”)发生,理由是

。

(3)铝热反应的用途有哪些?

。

答案:(1)作助燃剂,分解产生氧气,促使镁条快速燃烧(2)不能钙比铝活泼,铝不能置换钙(3)用于焊接钢轨;冶炼某些熔点高的金属(答案合理即可)1.下列关于金属冶炼的说法正确的是(

)。A.工业上常用电解NaOH水溶液制取金属钠B.工业上常用电解熔融MgO制取金属镁C.工业上常用CO高温条件下还原Fe2O3制取FeD.工业上常用金属钠与TiCl4溶液反应制取金属Ti答案:C2.工业炼铁是在高炉中进行的,高炉炼铁的主要反应是:该炼铁工艺中,焦炭的实际使用量要高于按照化学方程式计算所需,其主要原因是(

)。A.CO过量

B.CO与铁矿石接触不充分C.炼铁高炉的高度不够

D.CO与Fe2O3的反应有一定限度答案:D3.(2025广东湛江模拟)金属冶炼的发展史铭刻着化学对人类社会的重大贡献。下列说法不正确的是(

)。A.“美人首饰侯王印,尽是沙中浪底来”,古人可以利用密度差异获取金B.“有胆泉,出观音石,可浸铁为铜”,可以利用置换反应冶炼铜C.生物冶金技术可以利用微生物的代谢来提取有色金属,其温度越高,提取速率越快D.电化学法冶炼金属Na可以在稀有气体的氛围中进行答案:C4.下列反应原理不符合工业冶炼金属实际情况的是(

)。答案:C5.研究发现用铝热法可从下列氧化物中冶炼出有关金属,若要制得等物质的量的有关金属单质,需要消耗单质铝最多的是(

)。A.MnO2 B.V