8.1.1 自然资源的开发利用（1）-2021-2022学年高一化学同步教学讲义（人教版2019必修第二册）

8.1.1 自然资源的开发利用（一） 知识点 金属矿物的开发利用 1.金属元素在自然界中的存在形态 2.金属的冶炼 (1)概念：将金属矿物中的金属从其化合物中还原出来，用于生产各种金属材料，这一过程在工业上称为金属的冶炼。 (2)原理：利用氧化还原反应原理，在一定条件下，使金属离子得到电子被还原成金属原子，从而获得金属单质。即Mn＋＋ne－===M。 3.金属的冶炼方法 (1)金属活泼性与冶炼方法的关系如下： (2)金属的冶炼方法 热分解法 分解HgO 2HgO2Hg＋O2↑ 分解Ag2O 2Ag2O4Ag＋O2↑ 电解法 冶炼钠 2NaCl(熔融)2Na＋Cl2↑ 冶炼镁 MgCl2(熔融)Mg＋Cl2↑ 冶炼铝 2Al2O3(熔融)4Al＋3O2↑ 热还原法 高炉炼铁 Fe2O3＋3CO2Fe＋3CO2 铝热法炼铁 2Al＋Fe2O3Al2O3＋2Fe 其他方法 湿法炼铜 Fe＋CuSO4===FeSO4＋Cu 火法炼铜 Cu2S＋O22Cu＋SO2 4.金属矿物资源的开发和利用措施 (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)使用其他材料代替金属材料，减少金属的使用量。 (5)加强废旧金属的回收和再利用。 【例题讲解】 1．下列金属的冶炼方法中，可以得到相应金属的是 A．焙烧HgS固体 B．KCl固体和焦炭共热 C．电解饱和NaCl溶液 D．加热Al2O3固体 2．下列关于物质制备原理错误的是 A．工业制备金属钠：2NaCl2Na+Cl2↑ B．工业生产铁：Fe2O3+3COFe+3CO2 C．湿法炼铜：Fe+CuSO4=Cu+FeSO4 D．工业炼铝：2AlCl32Al+3Cl2↑ 3．实验室将9 g铝粉跟一定量的金属氧化物粉末混合形成铝热剂。发生铝热反应之后，所得固体中含金属单质为18 g，则该氧化物粉末可能是 ①Fe2O3和MnO2　②MnO2和V2O5　③Cr2O3和V2O5　④Fe3O4和FeO A．①② B．②③ C．③④ D．①④ 4．铝热反应有广泛的用途，实验装置如下图所示。下列说法不正确的是 A．该铝热反应的化学方程式是 B．工业上可用铝热反应的方法焊接钢轨 C．在图反应过程中没有涉及到的化学反应类型是化合反应 D．由图2可推出铝热反应是放热的反应 5．下列反应原理不符合工业实际的是 A．2Ag2O4Ag+O2↑ B．4Al+3MnO23Mn+2Al2O3 C．2MgO2Mg+O2↑ D．2CuO+C2Cu+CO2↑ 6．铝土矿的主要成分为和，工业上经过下列流得冶炼铝： 下列说法正确的是 A．①、②中除加试剂外，还需进行蒸发结晶 B．a、b中铝元素的化合价不同 C．④进行的操作为过滤、洗涤、灼烧，且d为 D．③中可通入过量的 7．工业上用铝土矿(主要成分为，含、等杂质)冶炼铝的主要流程如下： (注：碱溶时转化为铝硅酸钠沉淀)下列叙述不正确的是 A．操作Ⅰ增大溶液浓度可提高的浸取率 B．操作Ⅱ、Ⅲ为过滤，操作Ⅳ为灼烧 C．加入冰晶石的目的是降低的熔融温度 D．如果操作Ⅰ换成来溶解铝土矿，后面的操作不变也可以冶炼出铝 8．重铬酸钠是一种用途极广的氧化剂，工业上可以用铬铁矿[主要成分(或写成)，还含有等杂质]制备，同时还可回收Cr。其主要工艺流程如图所示，请回答下列问题： (1)滤渣1的俗称为___________，它常用颜料领域，是较好的环保涂料。 (2)写出该工艺流程中生成Cr的化学方程式为___________。 (3)滤渣2的成分除了Al(OH)3之外还有___________。 (4)已知部分物质的溶解度曲线如图所示，由此判断操作a的实验步骤为___________、趁热过滤、洗涤干燥；写出所填操作步骤的主要仪器名称为___________(写一个)。 (5)已知加入Na2S溶液后硫元素全部以的形式存在，并生成Cr(OH)3。写出该化学反应的离子方程式___________。 9．工业上用铝土矿(主要成分为A12O3，还有少量的Fe2 O3，SiO2等杂质)提取氧化铝作冶炼铝的原料，提取的操作过程如下： (1)I和II步骤中分离溶液和沉淀的操作是：_______； (2)沉淀M中除含有泥沙外，一定还含有_______，固体N是_______； (3)滤液X中，含铝元素的溶质的化学式为_______，它属于_______(填“酸”、“碱”或“盐”)类物质； (4)请写出步骤Ⅱ的相关方程式_______； (5)实验室里常往AlCl3溶液中加入_______(填“氨水”或“NaOH溶液”)来制取A1(OH)3。 10．铝是重要的金属材料，铝土矿（主要成分是Al2O3和少量的SiO2、Fe