第8章第1节 自然资源的开发利用(第1课时金属矿物的开发利用)-2020-2021学年高一化学同步精品学案（新教材人教版必修2）(1)

《2020-2021学年高一化学同步精品学案（新人教版必修2）》 第8章 第1节　自然资源的开发利用 第1课时　金属矿物的开发利用 一、金属矿物的开发利用 1．金属元素在自然界中的存在形态 ( 金属元素 )⇒ 2．金属冶炼的原理和方法 （1）冶炼的原理：利用氧化还原反应，将化合态中的金属元素从其化合物中 出来，即 。 （2）金属冶炼的一般方法 ①依据：根据金属活泼性不同或化合态的金属阳离子 性不同，将其由化合态还原为游离态的难易程度不同。 ②金属活动性顺序与金属冶炼方法的关系 冶炼方法 化学方程式或方法 物理提取法 Pt、Au 淘金 热分解法 分解HgO 分解Ag2O 热还原法 高炉炼铁 铝热法炼铁 电解法 冶炼钠 冶炼镁 冶炼铝 【深度思考】人类使用金属的年代先后顺序与金属活动性有什么关系？青铜器和铁器时代哪个时间早？ 【归纳整理】金属冶炼的一般方法 K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb Cu Hg Ag Pt Au 法 法 法 富集 〔深度思考〕电解法冶炼金属钠时，电解的是熔融的氯化钠，而不是氯化钠水溶液，为什么？ 3．合理开发和利用金属矿物资源 （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。 【拓展延伸】铝热反应：铝与某些难熔金属氧化物(如Fe2O3、Cr2O3、MnO2等)在高温条件下发生的置换反应称为铝热反应。 实验原理 Al作还原剂，金属氧化物作氧化剂，用铝将氧化物中的金属置换出来 实验装置 实验说明 （1）镁条：引燃剂 （2）氯酸钾：助燃剂 （3）铝热剂：由铝粉和金属氧化物(Fe2O3、Fe3O4、Cr2O3、V2O5、MnO2等)粉末组成的 （4）细沙：既要防止蒸发皿炸裂，又要防止熔融的液体溅出伤人 实验现象 （1）镁条剧烈燃烧 （2）氧化铁粉末和铝粉发生剧烈的反应 （3）反应放出大量的热，并发出耀眼的白光 （4）纸漏斗的下部被烧穿，有熔融物落入沙中，冷却后变为黑色固体。 实验结论 在高温下，铝与Fe2O3发生反应，放出大量的热，生成的铁呈熔融态与固态分离。 实验原理 应用 （1）在冶金工业上常用这一原理制取熔点较高的金属，如V、Cr、Mn等； （2）可用于焊接钢轨等。 〔深度思考〕实验中，镁条、氯酸钾的作用是什么？引发反应的操作是什么？ 【思考与讨论】地球上的金属资源是有限的，合理开发利用金属资源尤为重要。下图是从铝土矿和废旧铝质饮料罐获取铝的工艺流程： a． b． ―→ 资料卡片： （1）以铝土矿为原料生产1 kg铝的资源及能耗 铝土矿：4 kg　煤：0.5 kg　燃料油：0.25 kg 纯碱：0.5 kg　石灰：0.5 kg　氟化钙：0.04 kg 焙烧碳素：0.6 kg　冰晶石：0.03 kg 电能能耗≥6.7×107 J （2）以废旧饮料罐生产1 kg铝消耗资源及能耗废旧饮料罐1.01 kg，电能能耗≤3.35×106 J 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。 【预习检验】 1．判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”) （1）所有金属单质必须通过化学反应才能获得(　　) （2）利用化合物冶炼金属时，金属元素一定发生还原反应(　　) （3）铝热反应本质是用铝将比铝活泼性弱的金属从其化合物中置换出来(　　) （4）不同金属被人类开发利用的年限不同，主要取决于金属在地壳中的含量多少(　　) 2．下列各组金属最适合用H2或CO把它从化合物中还原出来的是(　　) A．K、Mg B．Fe、Al C．Fe、Cu D．Hg、Ag 3．用铝热法还原下列化合物，制得金属各1 mol时，消耗铝最少的是(　　) A．MnO2 B．WO3 C．Co3O4 D．Cr2O3 4．把铝粉和氧化亚铁粉末配成铝热剂，分成两等份。一份在高温下恰好完全反应后，再与足量盐酸反应；另一份直接放入足量的烧碱溶液中充分反应。前后两种情况下生成的气体的质量比是(　　) A．3∶2 B．2∶3 C．1∶1 D．28∶9 5．据《天工开物》记载，我国古代以米炉甘石(主要成分是ZnCO3)来升炼倭铅(即锌)，其原理如图2。已知锌的熔点为420 ℃、沸点为906 ℃。则下列说法不正确的是(