第二节　资源综合利用　环境保护主要内容及教案内容

第四章

化学与自然资源的开发利用

金属矿物的开发利用（第一课时）

【学习目标】

1、通过自主学习，了解金属冶炼的概念

2、通过归纳整理，概括总结金属冶炼的一般原理和方法

3、通过观察思考，知道铝热反应及其应用

【学习重、难点】学会以金属活动性和氧化还原反应发生的条件为依据，选择不同金属的冶炼方法。

【学习过程】

活动一：自主学习，金属冶炼的概念

活动内容

活动形式

活动过程及结果

了解金属元素阅读教材1.

除_______、_______等及少数金属以游离态形式存在，绝在自然界的存P88

大多数金属都是以__________________的形式存在于自然在状态

界。

独立完成

金属冶炼的概2.

将金属从其化合物中______出来用于生产和制造各种金属念

材料，这一过程在______称为金属的冶炼。

活动二：归纳整理，金属冶炼的一般原理和方法

活动内容

从氧化还原反应的角度思考金属冶炼的原理

金属单质的发现时间与活泼性的关系。

活动形式

活动过程及结果

1.

金属冶炼的原理：

Mn+

M

（通过_____反应来实现）

2.

部分金属单质被发现的大致年代

自主思考

讨论交流

金属单质活泼性越强，其被发现的时间越_______（早或晚）

从左往右：

单质失电子的能力逐渐_______（增强或减弱）

金属阳离子得电子的能力逐渐_______（增强或减弱）

第1页

不同金属的冶炼方法

独立完成

阅读教材P88

讨论交流

归纳整理

感受应用

3.

完成下列化学方程式

4.

不同金属的冶炼方法

i

热分解法——常见的金属有_________________ ii

热还原法——常见的金属有__________________ 常见的还原剂有__________________________ iii

电解法——常见的金属有_____________________ 注意：电解法制金属，只能电解其熔融盐或氧化物

【对点练习】

孔雀石是一种天然矿石，其主要成分为碱式碳酸铜[Cu2(OH)2CO3]，其在一定条件下能冶炼出青铜器所需的铜单质。

请用化学方程式描述孔雀石的变化过程

Cu2(OH)2CO3===___CuO +______

+

CuO+______ === Cu +______

活动三：观察思考，铝热反应及其应用

活动内容

铝热反应及其应用

活动形式

阅读教材P89实验4-1，圈出实验仪器、实验试剂、药品的填充顺序

活动过程及结果

请在对应位置处，填写相应的实验药品，并大胆猜测各种试剂在实验过程中的作用

．．______________，作用：_______________ ______________，作用：_______________ ______________

第2页

观察实验

记录现象

独自完成

实验现象：

i

该反应放出大量的热，并发出_________ ii

纸漏斗的下部________，有熔融物________ 

由现象写出铝单质与氧化铁发生化学反应的化学方程式：

_____________

属于_________的冶炼方法

A．

热分解法

B．热还原法

C．电解法

注：铝热剂——铝粉与某些金属氧化物组成的混合物

铝热反应——利用铝的还原性与某些金属氧化物获得高熔点金．．．．属单质一类反应。

．．．完成下列化学方程式：

____Al + ____MnO2===______

+

____Al + ____V2O5===______

+

____ Al + ____ Co3O4===______

+

对点训练

1.

[对点：活动一]下列说法不正确的是(

) A．废旧金属的回收利用，有利于环境保护

B．金属活泼性不同，冶炼方法也有所不同

C．地球上金属矿物资源是有限的，因此，应提高金属矿物的利用率

D．自然界中不存在游离态的金属单质

2.

[对点：活动二]下列说法中，不正确的是(

) A．金属的冶炼，是利用氧化还原反应原理，在一定条件下将金属从其化合物中还原出来

B．冶炼金属时，必须加入一种物质作为还原剂

C．金属由化合态变为游离态，一般都是被还原

D．金属单质被发现和应用得越早，其活泼性一般越弱

3.

[对点：活动二]下列制备金属单质的方法或原理正确的是（

）

A．在高温条件下，用H2还原MgO制备单质Mg B．在通电条件下，电解熔融Al2O3制备单质Al C．在通电条件下，电解饱和食盐水制备单质Na D．加强热，使CuO在高温条件下分解制备单质Cu 4.

[对点：活动二]冶炼金属常用以下几种方法：

a．以C、CO或H2作还原剂还原；

b．利用铝热反应原理；

c．电解法；

d．热分解法。

(1)下列金属各采用哪种方法冶炼最佳？

①Fe、Zn、Cu等较不活泼金属________；

②Na、Mg、Al等活泼或较活泼金属________；

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③Hg、Ag等不活泼金属________；

④V、Cr、Mn、W等高熔点金属_______。

5.

[对点：活动三]用如图所示的装置做铝热反应实验，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(把序号填写在横线上)：________。

①镁带剧烈燃烧；②放出大量的热，并发出耀眼的白光；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。

6.

[综合提升]钛(Ti)因为具有神奇的性能越来越引起人们的关注。常温下钛不和非金属、强酸反应，红热时，却可与常见的非金属单质反应。钛是航空、军事、电力等方面的必需原料。地壳中含钛铁矿石之一是金红石(TiO2)，目前大规模生产钛的方法是：

第一步：将金红石与过量碳粉混合，在高温条件下通入Cl2制得TiCl4和一种可燃性气体。该．．．．反应的化学方程式为_____________________________________，该反应的还原剂是________。

第二步：在氩气的气氛中，用过量的镁在加热条件下与TiCl4反应制得金属钛。

(1)写出此反应的化学方程式：____________________________________；

(2)简述从上述所得产物中获取纯净的金属钛的方法及步骤。

______________________________________________________________________。

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