归纳与整理优质课教学设计

第四章

化学与自然资源的开发利用

第一节

开发利用金属矿物和海水资源

【学习目标】

1、了解金属在自然界中的存在形态2、掌握金属冶炼方法和原理3、掌握铝热反应的原理及实验4、了解金属回收和资源保护的意义

【温故知新】

（1）地壳中含量最高的金属元素是 ，最早发现和应用的金属是 。

（2）金属活动顺序表 。

【导学探究】

一、金属自然界中存在的形态：

金属在自然界存在形态和金属的 性紧密相关

二、金属冶炼的实质

金属冶炼是利用 原理，在一定条件下，使金属化合物中的金属阳离子 电子被还原为 的过程

注意：不同金属活泼性 ，金属阳离子得电子能力 ，采取 的冶炼方法

三、金属的冶炼方法

(1)热分解法（适用于 金属的冶炼）

原理：对于 ,可以直接用 分解的方法将金属从其化合物中还原出来

举例：

HgO

△

；

Ag2O

△

(2)电解法（适用于 金属的冶炼）

原理： 较 用还原剂还原,通常采用电解熔融的金属化合物的方法

电解

举例：

MgCl2（熔融）

电解

Al2O3（熔融）

NaCl（熔融）

电解

(3)热还原法（适用于 金属的冶炼）

原理：在金属活动性顺序表中处于中间位置的金属，通常是用 剂（

、活泼金属 等）将金属从其化合物中还原出来。

举例：高炉炼铁：

氢气还原氧化铜：

[课本P81实验4-1]

实验装置

实验现象

化学方程式

燃烧， 光，纸漏斗下部被 ，有火红

落入沙中，冷却后变为 固体

Fe2O3 + Al=== ①实验时要注意安全，反应装置应远离易燃物；②铝粉要细，要没有被氧化；③氧化铁粉末要干燥；④镁条要打磨，长度约需10 cm（过注意事项

短热量不够，影响实验效果；⑤要保证纸漏斗重叠时四周均为四层，且内层纸漏斗一定要用水润湿，以防高温物质从四周溅出，同时损坏纸漏斗⑥蒸发皿中的细砂要适量，既要防止蒸发皿炸裂，又要防止熔融的液体溅出伤人

[铝热反应]

概念：Al和金属氧化物在高温下发生剧烈反应并放出大量热的化学反应

原理：铝作还原剂，金属氧化物作氧化剂，用铝将金属氧化物中的金属还原出来。

铝热剂：铝粉与某些金属氧化物（如Fe2O3

、V2O5

、Cr2O3

等）组成的混合物。

特点：在高温下进行，反应迅速并放出大量的热，生成的金属单质呈熔融状态且易与Al2O3分离。

应用：①焊接钢轨②冶炼高熔点的相对较不活泼的金属，如Fe、V、 Cr、 Mn。其他铝热反应：

Fe3O4+

Al

V2O5

+

Al

MnO2+

Al

Cr2O3+ Al

高温

高温

高温

高温

四、有效利用金属资源的途径

地球上金属矿物资源有限的，必须 这些矿物资源，

主要途径1.提高金属矿物的 ，2.减少 ，3.加强金属资源的 ，4.使用 代替金属材料。

【归纳小结】

金属的活

动性顺序

金属原子失电子能力（还原性）

金属离子得电子能力（氧化性）

主要冶炼方法

K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb (H) Cu Hg Ag 从左至右依次 从左至右依次

物理方法

Pt Au 活动性顺序表中，金属越活泼，越 失电子，该金属阳离子就越 得电子

，还原出该金属就越 ，人们开发利用的时间就较 。同理，金属越不活泼，人们开发利用的时间就较 。

【巩固练习】

1、下列金属冶炼的反应原理，错误的是(

) 电解

高温

A．2NaCl(熔融)=====2Na＋Cl2↑ B．MgO＋H2 Mg＋H2O

高温C．Fe3O4＋4CO=====3Fe＋4CO2 D．2HgO△

2Hg＋O2↑

2、金属锂是密度最小的金属，等质量的金属锂能释放出更多的电子，故常用来制造高能量电池。已知锂的金属性介于钠和镁之间，则下列能冶炼出金属锂的方法是( ) A.电解法 B.热还原法

C.热分解法 D.铝热法

3、下列说法正确的是(

) A.有些活泼金属如铝可作热还原法的还原剂

B.用电解NaCl溶液的方法来冶炼金属钠

C.可用一氧化碳还原氧化铝的方法来冶炼铝

D.回收旧金属不如冶炼矿石更经济

4、下列关于铝热反应2Al＋Fe2O3=====Al2O3＋2Fe的说法不正确的是

(

) A．该反应中Al作还原剂

高温

B．该反应中氧化产物与还原产物的物质的量比为1∶2 C．该反应中冶炼1 mol Fe转移2 mol电子

D．该反应可用于焊接钢轨

5、用铝热法还

原下列氧化物，制得金属各1 mol，消耗铝最少的是(

) A．MnO2

B．WO3

C．Cr2O3

D．Co3O4

6、把铝粉和Fe3O4粉末配成铝热剂并分成两份，第一份在高温下恰好完全反应，然后将生成物与足量盐酸充分反应；第二份直接加入足量的氢氧化钠溶液使之充分反应，前后两种情况下生成的气体在相同状况下的体积比是(

) A．3∶4

C．3∶8

B．4∶3 D．8∶3 7、有0.4 g铁的氧化物，用足量的CO在高温下将其还原，把生成的CO2全部通入足量澄清石灰水中，得到0.75 g沉淀。这种铁的氧化物的化学式是(

) A．FeO

B．Fe2O3

C．Fe3O4

D．FeO和Fe2O3

8、铅的冶炼大致过程如下：

①富集：将方铅矿(PbS)进行浮选；

②焙烧：2PbS＋3O2=====2PbO＋2SO2；

③制粗铅：PbO＋C=====Pb＋CO↑；PbO＋CO=====Pb＋CO2。下列说法正确的是

(

) A．浮选法富集方铅矿的过程属于化学变化

B．方铅矿焙烧反应中，PbS是还原剂，还原产物只有PbO C．整个冶炼过程中，制取1 mol Pb共转移2 mol电子

D．将1 mol PbS冶炼成Pb理论上至少需要6 g碳

高温高温高温【课后作业】

完成同步导练《金属矿物的开发利用》习题