专题9 第1单元 金属的冶炼方法-【新课程学案】2025-2026学年高中化学必修第二册教师用书word（苏教版）

本高中化学讲义聚焦金属的存在形式及冶炼方法，先阐述金属活动性与存在形式的关系（活泼金属多为化合态，不活泼金属可能游离态），再系统梳理基于活动性选择的冶炼方法，包括热分解法、高温还原法（如铝热反应、高炉炼铁）和电解法（如铝的冶炼），构建完整知识支架。 资料通过“题点多维训练”（判断、选择、实验题）强化理解，铝热反应实验详细呈现操作、现象及结论，培养科学探究与实践能力。结合金属冶炼对社会发展的价值，渗透科学态度与责任，从氧化还原反应视角分析冶炼原理，提升科学思维。课中辅助实验教学，课后助力学生查漏补缺。

专题9|金属与人类文明 第一单元　金属的冶炼方法 学习目标 重点难点 1.能说明金属冶炼对社会发展的价值、对环境的影响。 2.结合实例认识金属及其化合物的多样性,了解通过化学反应可以探索物质性质、实现物质转化。 3.能从物质类别和元素价态变化的视角说明物质的转化路径。 重点 1.从氧化还原反应概念角度,认识金属冶炼方法的不同。 2.以金属活动性为依据,选择不同的金属冶炼方法。 难点 1.应用氧化还原反应理论,选择不同活动性金属的冶炼方法。 2.氧化铝和氢氧化铝的两性。 新知探究(一)——金属的存在形式 1.金属的存在形式 (1)在自然界中,只有少量的金属元素以游离态形式存在于地壳中,如自然金和自然银等。通过熔铸的方法即可对金属进行加工和锻造。 (2)地壳中的大部分金属元素都是以化合态形式存在的。例如铁元素存在于赤铁矿(主要成分为Fe2O3)中,铝元素存在于铝土矿(主要成分为Al2O3)中。 2.金属的活动性与存在形式之间的关系 (1)金属活动性顺序与使用时间之间的关系 (2)金属的存在形式与活动性之间的关系 ①活动性较强的金属,在自然界中以各种各样的化合态存在。 ②活动性较弱的金属,在自然界中有可能以游离态形式存在。 ③有的金属存在形式既有游离态又有化合态,如铁、银等。 [题点多维训练] 1.判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”)。 (1)铁在自然界只以化合态形式存在。 (×) (2)单质铝的发现比较晚的原因是铝的性质比较活泼。 (√) (3)银在自然界中只以游离态形式存在。 (×) (4)金属在自然界中的存在形式与金属的活动性有关。 (√) 2.我国古代炼丹家魏伯阳所著《周易参同契》是世界上现存最早的一部炼丹专著。书中描写到:“金入于猛火,色不夺精光”。这句话是指金在强热条件下 (　　) A.活泼　　　　　　　　 B.稳定 C.易被氧化 D.易被还原 解析:选B　金的活泼性弱,性质稳定,在强热条件下也不反应。“金入于猛火,色不夺精光”这句话的意思是黄金的性质在强热条件下稳定。 3.下列叙述正确的是 (　　) A.所有金属元素都只存在于地壳中 B.铁元素主要以化合态存在于自然界 C.地壳中含量最多的金属元素是铁元素 D.金属元素大多数以游离态存在于自然界 解析:选B　除了地壳中,海洋中也分布有金属元素,如Na、Mg等,A错误;铁属于较活泼金属,易失电子,主要以化合态形式存在于自然界中,故B正确;地壳中含量最多的金属元素是铝元素,而不是铁元素,C错误;金属易失去电子,表现出较强的还原性,大多数以化合态存在于自然界,D错误。 4.从石器、青铜器到铁器时代,金属的冶炼体现了人类文明的发展水平。下图表示了三种金属被人类开发利用的大致年限,之所以有先后,主要取决于 (　　) A.金属的导电性强弱 B.金属在地壳中的含量 C.金属的化合价高低 D.金属的活动性强弱 解析:选D　金属的活动性强弱决定了金属冶炼的先后。越不活泼的金属越容易冶炼,越先发现,故答案选D。 5.下列关于金属的叙述正确的是 (　　) A.常温下所有的金属都是固体 B.金属具有导电性、导热性和延展性 C.所有金属都能与酸反应 D.金属元素在自然界中都是以化合态形式存在的 解析:选B　常温下汞为液体,A项错误;金属一般都具有导电性、导热性和延展性,B项正确;不是所有金属都能与酸反应,有些不活泼的金属不与酸反应,如金与盐酸、硫酸等均不反应,C项错误;性质活泼的金属元素在自然界中以化合态的形式存在,有些化学性质不活泼的金属元素(例如金)在自然界中是以游离态形式存在,D项错误。 新知探究(二)——金属的冶炼 (一)金属冶炼 利用化学反应使金属元素从化合态变为游离态的过程称为金属冶炼。工业上常用的金属冶炼方法有热分解法、高温还原法和电解法等。 (二)常用金属冶炼方法 [微点拨]　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,在人类历史上出现的相对晚一些。 1.热分解法 适用于不活泼金属的冶炼。如冶炼银:2Ag2O4Ag+O2↑。 2.高温还原法 高温下借助还原剂的冶炼方法,适用于大多数中等活泼金属的冶炼,常用的还原剂有C、H2、CO和活泼金属等。 (1)高炉炼铁 ①原料:铁矿石、焦炭和石灰石。 ②反应原理:C+O2CO2,CO2+C2CO,3CO+Fe2O32Fe+3CO2。 [微点拨] 原料中石灰石的作用是和矿石中的二氧化硅形成炉渣,做熔剂使用。 (2)铝热反应 ①概念:将铝粉和氧化铁混合,在高温条件下发生反应,该反应能够放出大量的热,生成氧化铝和液态铁,该反应叫作铝热反应。 ②反应原理:2Al+Fe2O32Fe+Al2O3。 ③铝热反应实验 实验 操作 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 实验 结论 在高温下,铝粉与Fe2O3发生反应,放出大量的热,生成液态的铁 ④铝热剂:铝粉和某些难熔的金属氧化物(Fe2O3、Cr2O3、V2O5、MnO2等)以一定比例形成的混合物。 如冶炼金属铬:2Al+Cr2O32Cr+Al2O3。 [微点拨] (1)铝热反应的引燃剂为镁带,助燃剂为氯酸钾。 (2)镁带要打磨除去表面的氧化膜,否则难以点燃;氧化铁粉末与铝粉要选择干燥的;铝粉要用没有被氧化的,否则反应难以进行。 (3)蒸发皿中的细沙要适量,既要防止蒸发皿炸裂,又要防止熔融的液体溅出伤人。 3.电解法 (1)概念:对于较活泼的金属(钠、镁、铝等),一般的还原剂很难将它们从化合物中还原出来,常用电解熔融化合物的方法来制备这些金属。 (2)铝的冶炼 ①流程图 ②反应原理 碱溶 Al2O3+2NaOH+3H2O ===2Na[Al (OH)4] 酸化 Na[Al (OH)4]+CO2===Al(OH)3↓+NaHCO3 灼烧 2Al(OH)3Al2O3+3H2O 电解 2Al2O3(熔融)4Al+3O2 ↑ [题点多维训练] 1.判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”)。 (1)有些活泼金属(如铝)可用作热还原法的还原剂。 (√) (2)加强热,使氧化铜在高温条件下分解可制备单质铜。 (×) (3)金属冶炼的实质是金属阳离子得到电子被还原成金属原子。 (√) (4)冶炼Au用高温还原法。 (×) (5)用电解NaCl水溶液的方法冶炼金属钠。 (×) (6)用电解熔融的MgO的方法制取金属镁。 (×) (7)铝与MgO也能发生铝热反应。 (×) (8)回收旧金属可以重新制成金属或它们的化合物,这符合可持续发展的理念。 (√) 2.下列金属冶炼原理错误的是 (　　) A.2NaCl(熔融)2Na+Cl2↑ B.MgO+H2Mg+H2O C.Fe3O4+4CO3Fe+4CO2 D.2HgO2Hg+O2↑ 解析:选B　Na、Mg通常用电解法制取,Fe可用热还原法制取,Hg可用加热其氧化物的方法制取。Mg的活动性比H强,H不能置换出Mg,B项错。 3.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 解析:选A　汞用加热HgO的方法制取;金属钠是活泼金属,用电解法制取;A项中加热Al2O3难以分解;D项中铝粉和Fe2O3组成铝热剂,可将Fe2O3中的铁还原成单质。 4.如图所示,将两张圆形滤纸分别折叠成漏斗状,并套在一起,使四周都有四层。把内层纸漏斗取出,在底部剪一个孔,用水润湿,再跟另一个纸漏斗套在一起,架在铁圈上,下面放置盛沙的蒸发皿。把5 g干燥的氧化铁粉末和2 g铝粉混合均匀,放在纸漏斗中,上面加少量氯酸钾,并在混合物中间插一根镁条。用小木条点燃镁条,观察发生的现象。通过以上实验信息,回答下列问题。 (1)写出该反应的化学方程式: 　 　　　　　　　　　　　,在该反应中　　　　是氧化剂,　　　　是还原剂,该反应称为　　　反应。  (2)选出该实验的实验现象:　　　　　(填写在横线上)。  ①镁条剧烈燃烧;②放出大量的热,并发出耀眼的光芒,火星四射;③纸漏斗的下部被烧穿;④有红热状态的液珠落入蒸发皿内的细沙上,液珠冷却后变为黑色固体。 (3)写出下列操作或物质的作用:内层纸漏斗底部剪一个孔: 　; 蒸发皿盛沙: 　; 镁条: 　; 氯酸钾: 　。 (4)如何用简单的方法证明生成物中有金属铁?   解析:铝粉和某些难熔的金属氧化物(如Fe2O3、Cr2O3、V2O5等)组成的混合物叫铝热剂,在高温下发生铝热反应,可用来冶炼难熔的相对较不活泼的金属(如V、Cr、Mn等)、焊接钢轨等。利用镁条燃烧放热从而引发铝热反应,同时促使KClO3分解产生O2,使镁条快速燃烧。 答案:(1)2Al+Fe2O32Fe+Al2O3　Fe2O3　Al　铝热　(2)①②③④　(3)使熔融物易于落下　防止溅落物炸裂蒸发皿、防止熔融物溅出伤人　引燃剂,引发铝热反应,并引起氯酸钾分解　助燃剂,为镁条继续燃烧提供氧气　(4)用磁铁吸引生成物,磁铁上有黑色物质被吸附,则证明生成物中有金属铁。 学科网（北京）股份有限公司 $