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.ppt

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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 目標(biāo)定位 1 了解金屬在自然界中的存在形式 認(rèn)識(shí)金屬冶煉的原理 2 掌握金屬的冶煉方法 能根據(jù)不同金屬的性質(zhì)選擇出正確的冶煉方法 3 掌握鋁熱反應(yīng)原理及實(shí)驗(yàn)操作 能認(rèn)識(shí)鋁熱反應(yīng)在工業(yè)生產(chǎn)中的遷移應(yīng)用 4 了解金屬回收和資源保護(hù)的意義 體會(huì)化學(xué)在自然資源開發(fā)和利用中的意義 1 金屬的存在 1 地球上的絕大多數(shù)金屬元素是以化合態(tài)存在于自然界中的 因?yàn)槎鄶?shù)金屬的 2 在地殼中含量位于第一位的金屬元素為 人類最早使用的金屬是 生產(chǎn) 生活中應(yīng)用最廣泛的金屬是 化學(xué)性質(zhì)比較活潑 Al Cu Fe 2 金屬的性質(zhì) 1 常見金屬的活動(dòng)性順序如下 2 Na Al Fe Cu在金屬活動(dòng)順序中由前至后順序?yàn)?Na Al3 Fe3 Cu2 的氧化性由強(qiáng)至弱的順序?yàn)?Na Al Fe Cu Fe3 Cu2 Al3 Na 3 初中學(xué)過的鋼鐵冶煉原料和原理 1 煉鐵的主要原料是 焦炭 和空氣 常見的鐵礦石主要有 赤鐵礦 磁鐵礦 Fe3O4 FeCO3 黃鐵礦 FeS2 3 回收利用廢舊金屬的意義是 保護(hù) 防止環(huán)境污染 初中 鐵礦石 石灰石 Fe2O3 菱鐵礦 金屬資源 4 2014 武漢中考 實(shí)驗(yàn)室里用如圖所示裝置還原Fe2O3的過程中 可能生成Fe3O4 FeO或Fe等固體物質(zhì) 關(guān)于該實(shí)驗(yàn) 下列說法錯(cuò)誤的是 A 實(shí)驗(yàn)時(shí) 試管中澄清的石灰水變渾濁 證明該反應(yīng)有二氧化碳生成B 實(shí)驗(yàn)結(jié)束時(shí) 玻璃管中紅色的氧化鐵粉末變成黑色 該產(chǎn)物不一定是鐵C 反應(yīng)后 玻璃管中的固體物質(zhì)的質(zhì)量比反應(yīng)前減少了 證明一定有鐵生成D 為了減少空氣污染 應(yīng)增加尾氣處理裝置 解析 二氧化碳能使澄清的石灰水變渾濁 實(shí)驗(yàn)時(shí) 試管中澄清的石灰水變渾濁 說明生成了二氧化碳 故A正確 玻璃管中紅色的氧化鐵粉末變成黑色 可能是四氧化三鐵 故B正確 在三氧化二鐵生成四氧化三鐵 氧化亞鐵 鐵的過程中 固體質(zhì)量都是減少的 故質(zhì)量減少有可能生成四氧化三鐵 氧化亞鐵 故C錯(cuò)誤 為了減少空氣污染 可以將尾氣點(diǎn)燃或收集 故D正確 答案 C 知識(shí)點(diǎn)一金屬的冶煉1 冶煉原理將金屬?gòu)钠浠衔镏谐鰜?2 冶煉方法 1 熱分解法適用于金屬的冶煉 還原 不活潑 3 高溫還原法適用于大多數(shù)中等活潑的金屬的冶煉 常用的還原劑有等 焦炭 一氧化碳 氫氣 對(duì)應(yīng)練習(xí) 1 下列金屬元素在自然界中以游離態(tài)形式存在的是 A FeB NaC AlD Au 解析 金化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定 不易與其他物質(zhì)反應(yīng) 所以以單質(zhì)形態(tài)存在 而其他三種金屬都以化合態(tài)存在 答案 D 解析 根據(jù)金屬活動(dòng)性順序來判定金屬的冶煉方法 C項(xiàng)中因?yàn)镸gO熔點(diǎn)高 常用作耐火材料 所以工業(yè)上往往不是電解MgO 而是電解熔融的氯化鎂來制取鎂 答案 C 知識(shí)點(diǎn)二金屬資源的合理開發(fā)利用1 合理開發(fā)利用金屬資源的意義 金屬礦物資源是再生資源且貯量有限 冶煉過程中會(huì)消耗大量能量 也易造成環(huán)境污染 故應(yīng)合理開發(fā)利用金屬資源 不可 2 有效利用金屬資源的途徑 1 提高金屬礦物的 2 減少金屬的使用量 3 加強(qiáng)金屬資源的 4 使用代替金屬材料 利用率 回收和再利用 其他材料 對(duì)應(yīng)練習(xí) 3 垃圾是放錯(cuò)了位置的資源 應(yīng)該分類回收 生活中廢棄的鐵鍋 銅制導(dǎo)線 鋁制易拉罐等 可以歸為一類加以回收 它們屬于 A 氧化物B 金屬或合金C 鹽D 堿 答案 B 4 下列說法不正確的是 A 自然界中不存在游離態(tài)的金屬單質(zhì)B 金屬活動(dòng)性不同 冶煉方法也有所不同C 地球上金屬礦物資源是有限的 因此 應(yīng)提高金屬礦物的利用率D 廢舊金屬的回收利用 有利于環(huán)境保護(hù) 解析 自然界中的金屬絕大多數(shù)以化合態(tài)形式存在 極少數(shù)金屬如Au Pt等以游離態(tài)存在 A錯(cuò)誤 金屬活動(dòng)性不同 金屬陽離子被還原的難易程度不同 冶煉方法不同 B正確 金屬資源是有限的 既要提高金屬礦物的利用率 又要回收利用廢舊金屬 C D正確 答案 A 探究點(diǎn)一金屬的冶煉1 金屬冶煉的原理和步驟 1 原理金屬冶煉的實(shí)質(zhì)是根據(jù)氧化還原反應(yīng) 使金屬礦物中的金屬陽離子得到電子生成金屬單質(zhì)的過程 Mn ne M 2 步驟 2 金屬活動(dòng)性順序與金屬冶煉方法的關(guān)系 3 熱還原法的分類及優(yōu)缺點(diǎn) 1 分類 2 優(yōu)缺點(diǎn)用氫氣還原法冶煉金屬 純度高 但成本也高 用一氧化碳和炭還原法冶煉金屬 純度低 冶煉成本也低 用鋁熱法可以冶煉熔點(diǎn)高難冶煉的金屬 成本較高 答 不對(duì) 兩個(gè)反應(yīng)的條件是不同的 實(shí)際上Fe的還原性比H2強(qiáng) 3 為什么越活潑的金屬 被人類利用得越晚 答 因?yàn)榻饘僭交顫?其離子的氧化性越弱 就越難被還原 故制取和應(yīng)用的時(shí)間越晚 1 冶煉金屬一般有下列四種方法 焦炭法 水煤氣 或氫氣 或一氧化碳 法 活潑金屬置換法 電解法 四種方法在工業(yè)上均有應(yīng)用 古代有 火燒孔雀石煉銅 濕法煉銅 現(xiàn)代有 鋁熱法煉鉻 從光鹵石中煉鎂 對(duì)它們的冶煉方法的分析不正確的是 A 用 B 用 C 用 D 用 答案 B 探究點(diǎn)二鋁熱反應(yīng)1 鋁熱反應(yīng) 2 鋁熱反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)操作 特別提醒 1 理解鋁熱反應(yīng)的實(shí)質(zhì)是置換反應(yīng) 利用鋁的活潑性置換出較不活潑的金屬 在判斷鋁熱反應(yīng)是否能發(fā)生時(shí) 應(yīng)首先看金屬的活潑性 1 能否用鋁熱反應(yīng)冶煉金屬鎂 答 不能 鋁熱反應(yīng)的實(shí)質(zhì)是置換反應(yīng) 利用鋁的活潑性置換出較不活潑的金屬 鎂比鋁活潑 只能利用電解法冶煉 2 鋁熱反應(yīng)中鎂帶和氯酸鉀的作用分別是什么 答 鎂帶燃燒放出大量的熱 使氯酸鉀分解產(chǎn)生氧氣 促使鎂帶更加劇烈燃燒 產(chǎn)生更多熱量 從而使鋁熱劑在高溫下發(fā)生反應(yīng) 2 用如圖所示的裝置做鋁熱反應(yīng)實(shí)驗(yàn) 回答下列問題 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 把序號(hào)填寫在橫線上 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 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)中鎂條引起氯酸鉀分解 氯酸鉀引發(fā)鋁熱反應(yīng) 答案 1 Fe2O3 2AlAl2O3 2FeFe2O3Al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) 例1 金屬鋰是密度最小的金屬 等質(zhì)量的金屬鋰能釋放出更多的電子 故常用來制造高能量電池 已知鋰的金屬性介于鈉和鎂之間 則下列能冶煉出金屬鋰的方法是 A 電解法B 熱還原法C 熱分解法D 鋁熱法 解析 可以根據(jù)金屬活動(dòng)性與金屬冶煉方法之間的聯(lián)系來推斷 鋰的金屬性介于鈉和鎂之間 應(yīng)該與鈉 鎂的冶煉方法相同 即用電解法 答案 A 知能提升 金屬冶煉方法的選擇依據(jù) 1 選擇何種方法冶煉金屬 應(yīng)依據(jù)金屬在自然界中的存在形態(tài)和金屬的活動(dòng)性 金屬冶煉時(shí) 金屬元素由化合態(tài)變?yōu)橛坞x態(tài) 金屬活動(dòng)性不同 其陽離子得電子能力不同 得電子能力強(qiáng)的 易被還原 可選用加熱法或熱還原法 得電子能力弱的較難被還原 可用電解法 2 同一種金屬可能有不同的冶煉方法 可根據(jù)原料 生產(chǎn)設(shè)備 金屬的用途等來確定 如金屬Cu可用熱還原法 濕法冶煉 3 鋁熱反應(yīng)是利用鋁的強(qiáng)還原性 在高溫下將相對(duì)不活潑且熔點(diǎn)高的金屬?gòu)钠浣饘傺趸镏羞€原出來 因此只有比Al活動(dòng)性弱的金屬才能用鋁熱法冶煉 變式訓(xùn)練 1 不能用熱分解法制得的金屬是 Fe Ag Mg HgA B C D 解析 熱分解法一般用于很不活潑的銀 汞等金屬的冶煉 它們的化合物大多不穩(wěn)定 比如氧化銀受熱時(shí)能夠分解為相應(yīng)的金屬單質(zhì) 而活潑金屬的化合物一般相當(dāng)穩(wěn)定 加熱很難分解 因此 比較活潑的鐵和鎂不能夠通過熱分解法制得 答案 A 例2 鋁能用于冶煉難熔的金屬 如Cr V Mn等 這不是因?yàn)?A 鋁具有還原性B 鋁具有導(dǎo)電性C 鋁較Cr V Mn等價(jià)格便宜D 冶煉反應(yīng)放出大量的熱 解析 金屬的冶煉過程與電子的得失有關(guān) 與金屬的導(dǎo)電性無關(guān) 答案 B 知能提升 鋁熱反應(yīng)試題的分析在無機(jī)框圖推斷中常出現(xiàn)反應(yīng)模式 且A C為單質(zhì) B D是化合物 分析該反應(yīng)的特點(diǎn) 該反應(yīng)是置換反應(yīng)且條件是高溫 可初步確定是鋁熱反應(yīng) 且A是鋁 再結(jié)合其他的條件確定其他物質(zhì) 答案 B 1 我國(guó)古代煉丹家魏伯陽所著 周易參同契 是世界上現(xiàn)存最早的一部煉丹專著 書中描寫到 金入于猛火 色不奪精光 這句話的意思是指黃金的性質(zhì)在強(qiáng)熱條件下 A 活潑B 穩(wěn)定C 易氧化D 易還原 解析 金的性質(zhì)穩(wěn)定 在強(qiáng)熱條件下也不反應(yīng) 答案 B 2 下列說法中 正確的是 A 簡(jiǎn)單地說 金屬的冶煉就是把金屬單質(zhì)從其礦物中分離出來B 金屬冶煉過程中 被冶煉的金屬只能被氧化C 金屬冶煉過程中 被冶煉的金屬只能被還原D 金屬冶煉過程中 被冶煉的金屬既可被氧化 也可被還原 解析 金屬冶煉的原理是利用氧化還原反應(yīng) 把金屬礦物中的金屬陽離子還原成金屬單質(zhì) 因此 金屬冶煉過程中 被冶煉的金屬只能被還原 答案 C 3 2016 武漢高一檢測(cè) 不同的金屬 其冶煉方法也可能不同 主要原因是 A 金屬的活動(dòng)性不同B 金屬在自然界中的分布不同C 金屬在自然界中的存在形式不同D 金屬在自然界中的含量不同 解析 根據(jù)金屬的活動(dòng)性不同 對(duì)不同的金屬采取不同的冶煉方法 A正確 答案 A 4 下列對(duì)鋁熱反應(yīng)的說法錯(cuò)誤的是 A 鋁熱劑中還原劑是鋁粉B 鋁熱劑是純凈物C 鋁與Fe2O3可組成鋁熱劑D 鋁熱反應(yīng)是放熱反應(yīng) 解析 Al與Fe2O3可組成鋁熱劑 屬于混合物 其中鋁作還原劑 鋁熱反應(yīng)是放熱反應(yīng) 答案 B