5.1 金属的性质 第2课时（教学课件） 化学沪科版必修第二册

该高中化学课件聚焦金属冶炼，涵盖存在形式、原理及热分解法、热还原法、电解法等核心知识。通过拿破仑用铝碗的历史情境导入，结合金属活动性顺序表，构建从存在形式到冶炼方法的知识脉络，以活动性顺序表和方法分类表为学习支架。 其亮点在于情境导入激发兴趣，问题驱动（如微思考冶炼方法差异原因）与实例分析（高炉炼铁反应）结合，培养科学思维的模型建构与证据推理能力。为学生提供结构化学习路径深化理解，为教师提供丰富实例提升教学效率。

第5章 金属及其化合物 5.1 金属的 性质 第2课时 金属的冶炼 沪科版必修第二册 金属的冶炼 1 知识导航 知识导航 明·学习目标 1.了解金属在自然界中的存在形式。 2.掌握金属冶炼的一般方法和原理 。 金属的发展历史 引·新课导入 拿破仑大帝喜欢炫耀自己。每次宴会，餐桌上的用具几乎全是用银制成的，唯有他自己用的那一个碗却是铝制品。为什么贵为法国皇帝用色泽要暗得多的铝碗呢？ 引·新课导入 01 金属的冶炼方法 金属的物理性质 金属在自然界中的存在 除了金、铂以及少量的银、铜等外，绝大多数金属以化合物的形式存在于自然界。 金属活动性顺序： K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb (H) Cu Hg Ag Pt Au 金属活泼性逐渐减弱 化合态 游离态 探·知识奥秘 7 金属的物理性质 金属冶炼的原理和步骤 金属冶炼就是将化合态的金属元素还原为金属单质的过程。 金属冶炼的原理 金属冶炼的步骤 采矿→矿石富集→金属冶炼→精炼 Mn+(化合态） 得电子，被还原 M（游离态） 探·知识奥秘 8 金属的物理性质 金属冶炼的方法 从课本中找出获得金属单质的方法有哪些？ 直接开采 热分解法 热还原法 电解法 为什么不同金属的冶炼方法不同？ 探·知识奥秘 9 金属的物理性质 金属采用什么样的冶炼方法，取决于金属哪方面的性质？ 在进行金属冶炼时，根据金属活泼性的不同，采用不同的冶炼方法 微思考 探·知识奥秘 10 金属的物理性质 金属的使用时间 Na Mg Al Zn Fe Sn Pb Cu Hg Ag Pt Au 约200年前 约3000年前铁器时代 约5000年前青铜时代 约10000年前 金属冶炼方法的选择取决于：金属在自然界中的存在状态和金属的活泼性。 金属越活泼，冶炼时所需条件要求越高，在人类历史上出现相对晚一些。 金属越不活泼，冶炼的方法越简单，人们使用的时间越早。 金属冶炼的方法 探·知识奥秘 11 金属的物理性质 金属冶炼的方法 沙里淘金 金矿石 铂矿石 淘洗法：物理分离，适用于很不活泼的金属，如金、铂。 探·知识奥秘 12 金属的物理性质 金属冶炼的方法 古法炼汞 古法炼银 2HgO 2Hg + O2 ↑ 2Ag2O 4Ag + O2 ↑ 加热金属氧化物、硫化物等使其分解制取纯金属。 2HgS+O2 2Hg + SO2 不活泼的金属 —— 热分解法 K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb(H)Cu Hg Ag Pt Au K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb(H)Cu Hg Ag Pt Au 探·知识奥秘 13 金属的物理性质 金属冶炼的方法 在高温条件下，用氧化还原的方法将金属单质还原出来。 热 还 原 法 Fe2O3+3CO === 2Fe + 3CO2 高温 CuO+H2 === Cu + H2O 高温 常见的还原 剂有氢气、焦炭、一氧化碳、活泼金属等 H2、焦炭、CO、 Al H2O、CO2、Al2O3 还原剂＋金属氧化物 氧化物＋金属单质 高温 热还原法 探·知识奥秘 14 金属的物理性质 铁在自然界的存在 铁元素在地壳中的含量排在第四位，仅次于氧硅铝，是含量第二多的金属元素，是使用最广泛的金属。 在自然界中的形态有游离态和化合态，即 铁 游离态（单质）：陨铁 化合态：以+2价和+3价化合物的形态存在于矿石中 探·知识奥秘 15 金属的物理性质 赤铁矿 主要成分为Fe2O3 菱铁矿 主要成分为FeCO3 铁在自然界的存在 呈暗红色，含有Fe 70%，O 30%，是最主要的铁矿石 黑灰色，含Fe72.4%，O 27.6%，具有磁性 青灰色，Fe48.3%， O 41.2% 探·知识奥秘 16 金属的物理性质 高炉炼铁 高炉炼铁发生的反应 高温 C + O2 ==== CO2 CO2 + C ==== 2CO 高温 Fe2O3 + 3CO ==== 2Fe + 3CO2 高温 Fe3O4 + 4CO ==== 3Fe + 4CO2 高温 在实际生产中，人们把铁矿石和焦炭等原料混合，在高温下炼制，这样炼出来的铁碳合金，称为生铁。为了提高性能和扩大用途，再除去生铁里的一部分碳和其他杂质，便炼制成了钢，也称为碳钢。在普通碳钢里添加适量的一种或多种合金元素，使钢具有一些特殊的性能，这种钢称为合金钢。 探·知识奥秘 17 金属的物理性质 指出下列金属冶炼反应中的还原剂。 WO3+ 3H2 W + 3H2O ZnO + C Zn + CO↑ Cr2O3+ 2Al 2Cr + Al2O3 微思考 探·知识奥秘 18 金属的物理性质 2NaCl (熔融) 2Na + Cl2↑ 2Al2O3 4Al + 3O2↑ 氧化铝熔点高，很难直接熔融电解。工业上用冰晶石（Na3AlF6）作为助熔剂，使氧化铝熔融的温度大大降低，然后通直流电制取。 非常活泼金属冶炼的方法 ——电解法 注： ①“熔融”不是水溶液。 ②必须是离子化合物， 共价化合物熔融不导电。 K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb(H)Cu Hg Ag Pt Au K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb(H)Cu Hg Ag Pt Au MgCl2(熔融) Mg+Cl2↑ 金属冶炼的方法 探·知识奥秘 19 金属的物理性质 为什么冶炼镁时电解MgCl2而不是MgO，冶炼铝时电解Al2O3而不是AlCl3？(已知：MgO的熔点为2 852 ℃，MgCl2的熔点为118 ℃) 工业上采用电解法冶炼铝的材料是Al2O3，而不是AlCl3，这是因为AlCl3是共价化合物，熔融时无法电离出自由移动的离子，不能导电；工业上采用电解法冶炼镁的材料是MgCl2，而不是MgO，这是因为MgO虽是离子化合物，但其熔点太高，熔融时会消耗大量热能，成本较高。 微思考 探·知识奥秘 20 金属的物理性质 K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb (H) Cu Hg Ag Pt Au ②热分解法 ④热还原法： ③电解法 2HgO === 2Hg + O2↑ △ 2Ag2O === 4Ag + O2↑ △ MgCl2(熔融) === Mg + Cl2↑ 电解 2Al2O3(熔融) === 4Al + 3O2↑ 电解 冰晶石 2NaCl(熔融) === 2Na + Cl2↑ 电解 Na3AlF6 不用AlCl3，共价化合物 （H2、CO、C、活泼金属） CuO + 2C === Cu + 2CO2↑ 高温 Fe2O3 + 3CO === 2Fe + 3CO2 高温 （高炉炼铁） ①富集 Fe2O3 + 2Al === 2Fe + Al2O3 高温 （铝热法炼铁） 归纳总结 探·知识奥秘 21 金属的物理性质 金属冶炼的方法 Fe＋CuSO4===FeSO4＋Cu 其他方法 探·知识奥秘 22 1.下列冶炼方法中，不能将化合物中的金属元素还原为金属单质的是(　　) A．加热Al2O3　　　 B．加热HgO C．电解熔融NaCl D．铝粉和Fe2O3共热 A 析·典型范例 23 2.下列说法错误的是(　　) A．有些活泼金属(如铝)可用作热还原法的还原剂 B．加强热，使氧化铜在高温条件下分解可制备单质铜 C．金属冶炼的实质是金属阳离子得到电子被还原成金属单质 D．回收旧金属可以重新制成金属或它们的化合物 B 析·典型范例 24 理·核心要点 5.1 金属的性质 第2课时 金属的冶炼 金属的存在 游离态 化合态 热分解法 热还原法 电解法 其他方法 1．下列有关金属冶炼的说法错误的是 ①金属的冶炼都是把金属单质从其矿物中分离出来 ②可以采用加热分解氧化银的方法制取单质银 ③可以采用电解熔融氯化铝的方法制取单质铝 ④铝热反应的原理是利用铝作还原剂，置换出相对不活泼的金属 A．①② B．①③ C．②④ D．③④ B 练·技能实战 2.下列有关金属的冶炼描述错误的是 A．电解熔融的NaCl制取Na B．金属冶炼过程中，被冶炼的金属被还原 C．CO还原Fe2O3制取Fe D．从自然界中获得金属单质均需要通过化学方法 D 练·技能实战 C 练·技能实战 感谢 您的聆听 THANKS 沪科版必修第二册 Lavf57.83.100 $