归纳与整理优秀教学设计

第四章开发利用金属矿物和海水资源

归纳与整理第一课时教学设计

教学目标：

1、帮助学生认识和体会化学在自然资源开发和利用中的意义和作用。常识性介绍金属回收和资源保护的意义；帮助学生认识和体会海水资源开发和利用中的意义和作用。

2、揭示化学与可持续发展的重要关系；树立资源保护意识及合理开发意识。

3、初步培养自主查阅资料的能力；使学生初步掌握化学实验基本操作、基本技能

。

教学重点：

1、了解化学方法在金属矿物开发（主要是金属冶炼）及海水资源开发中的作用。

2、了解化学方法在海水资源开发中的作用。

教学难点：

1、学生在掌握金属冶炼的一般原理基础上，了解适用于不同金属的冶炼方法。

2、海水资源合理开发综合应用。

教学过程：

知识点一

金属矿物的开发利用

1、金属元素在自然界存在的形态：

2、金属冶炼的一般方法

3、金属的利用、回收和资源的保护

(一)具体内容

1.金属元素在自然界存在的形态：

（1）游离态：极少数的不活泼金属（金、铂等）以游离态存在（单质的形式）

（2）化合态：绝大多数金属在自然界中是以化合态（化合物的形式）存在，如铝以铝土矿形式存在，铁以铁矿石形式存在。

2.金属的冶炼：金属冶炼是工业上将金属从含有金属元素的矿石中还原出来的生产过程。

（1）金属冶炼的一般方法：金属的活动性不同，冶炼的方法不同。

①热分解法：对于不活泼金属（活动顺序中，Hg及Hg以后）可以直接用加热分解的方法将金属从其化合物中还原出来，例如：

2HgO

△

2Hg+O2↑

4Ag+O2↑

2Ag2O

△

②热还原法：在金属活动性顺序表中处于中间位置的金属（Zn-------Cu), 通常是在高温下用还原剂（C、CO、H2、活泼金属等）将金属从其化合物中还原出来，例如：

Fe2O3+3CO

WO3 + 3H2高温

2Fe + CO2↑

高温

W +3H2O Zn + CO↑

ZnO + C

Fe2O3+2Al

Cr2O3+2Al 高温

高温

2Fe + Al2O3（铝热反应）

高温

2Cr+ Al2O3（铝热反应）

③电解法：非常活泼的金属（活动顺序中：K------ Al）用一般的还原剂很难将它们还原出来，通常采用电解熔融的金属化合物的方法冶炼活泼金属，例如：

2NaCl（熔融）

MgCl2（熔融）

电解

2Na + Cl2↑

电解

Mg + Cl2↑

2Al2O3

（熔融）4Al + 3O↑

2电解冰晶石※有些金属可以利用氧气从其硫化物中冶炼出来，例如：冶炼铜

Cu2S + O2高温

2Cu + SO2 金属活动顺序表中不同金属冶炼方法的选择

K Ca Na Mg Al Zn

常见金属的冶炼原理

金 属

冶 炼 原 理

电解法

热还原法热分解法

Fe Sn Pb Cu Hg Ag

Fe2O3+3CO 高温

2Fe + CO2↑

Fe

Cu

Mg

Fe2O3+2Al 高温

2Fe + Al2O3（铝热反应）

Cu2S + O2高温

2Cu + SO2(火法炼铜) Fe ＋ CuSO4=== FeSO4

＋ Cu(湿法炼铜)

MgO ＋ C 高温

Mg(g) ＋ CO(g) Mg + Cl2↑

MgCl2（熔融）

电解

2Al2O3

（熔融） Al

Na

4Al + 3O↑

2电解冰晶石

2NaCl（熔融）

电解

2Na + Cl2↑

（2）金属提炼一般步骤：

①矿石的富集、除杂； ②冶炼； ③精炼。

3.金属的利用、回收和资源的保护

（1）矿产资源是有限的： 矿产资源是大自然赋予人类的宝贵财富，但并非取之不尽用之不竭，是不可再生的。随着人们的开发利用，将会日渐减少。我国幅员辽阔，是世界上矿产资源比较丰富、矿产品种比较齐全的国家。我国矿产资源总值居世界第3位，但人均拥有量约为世界人均水平的1。因此，我们要合理开发和利用这些矿物资源。

3（2）合理开发、有效利用、金属的回收和资源保护：合理开发和利用这些矿物资源。有效地使用金属产品、材料。主要途径有：

①提高金属矿物的利用率。

②减少金属的使用量。

③加强金属资源的回收和再利用，使用代用材料节约矿产资源、保护矿产资源。

（二）具体方法：基本知识点可以课堂提问，专题小练，思维导图总结

化学方程式要求会写

（三）课堂小测

1、冶炼金属一般有下列四种方法：①焦炭法；②水煤气（或氢气，或一氧化碳）法；③活泼金属置换法；④电解法。四种方法在工业上均有应用。古代有（Ⅰ）火烧孔雀石炼铜；（Ⅱ）湿法炼铜；现代有（Ⅲ）铝热法炼铬；（Ⅳ）从光卤石中炼镁，对它们的冶炼方法的分析不正确的是（ ）

A（Ⅰ）用①

B（Ⅱ）用② C（Ⅲ）用③

D（Ⅳ）用④

2、下列矿石中可用作炼铁原料的有（

）

①赤铁矿

②黄铁矿

③磁铁矿

④闪锌矿

⑤菱铁矿

A.只有①和②

B. 只有①和③ C.有①③⑤

D. ①②③⑤

3、热还原法冶炼金属的反应一定是

A. 氧化还原反应 B. 置换反应 C. 分解反应 D. 复分解反应

4、下列金属中，既可用热分解方法又可用电解法制备的是

A. Fe B. Cu C. Al D. Ag 5、用铝热法还原下列化合物，制得金属的物质的量各 1 mol,需消耗铝最少的是

A. MnO2 B. WO3 C. Co3O4 D. Cr2O3 6、下列叙述不正确的是

①工业上用电解熔融氯化钠的方法制取钠

②可以用钠加入氯化镁的饱和溶液中制取金属镁③用于电冶铝的原料是氯化铝 ④炭在高温下能还原氧化镁中的镁

A. ①②③④ B. ①②③ C. ①③ D. ①

7、用电炉法炼镁时，要用大量的冷气体将炉口挥发出的镁蒸气降温以得到镁粉，可选用的气体是

A. H2 B. He C . N2 D. CO2 8、下列说法正确的是

A. 有些活泼金属如铝可作还原剂法的还原剂

B. 用电解NaCl溶液的方法来冶炼金属钠

C. 可用焦炭或一氧化碳还原氧化铝的方法来冶炼铝

D. 回收旧金属可以重新制成金属或它们的化合物

9、铝能用来冶炼难熔金属（如Fe 、V、Mn等），这是因为铝有

A. 两性 B. 良好导电性 C. 熔点低 D. 还原性，在反应中放出大量热

10、某单质X能从盐的溶液中置换出单质Y,由此推断出下列说法正确的是

A. X、Y都是金属时，则X一定比Y活泼

B. X一定排在金属活动顺序表中H的前面

C. X是金属时，Y可能是金属也可能是非金属

D. X是非金属时，Y可能是金属也可能是非金属

11、工业上生产钾的反应可以是： ，对该反应能进行的上述原因，正确的解释是

A.钠的活动性比钾强 B.钾的沸点比钠低，但把钾蒸气抽走时使平衡向正反应方向移动

C. 氯化钠的热稳定性比氯化钾强 D. 因上述反应是可逆反应

12、有一种粉末它是由铁的氧化物中的一种或者两种组成，取3.04 g粉末加热，同时通入足量的CO使之完全反应，再用过量澄清石灰水把生成的气体充分吸收，产生沉淀 5 g。

则该粉末的组成是

A. 只有Fe2O3 B. 只有FeO C. 等物质的量的Fe2O3和Fe3O4 D. 等物质的量的FeO和Fe3O4 13、关于金属元素在自然界存在的情况的叙述中，正确的是（ ） A．金属元素仅存在于矿物中。 B．金属元素存在于矿物和动物体內，但植物体內不含。 C．少数金属元素以游离态存在，大多数金属元素以化合态存在。 D．金属元素不仅存在矿物中，动物和植物体內也存在少量金属元素

14、下列化学方程式，能用于工业上冶炼金属镁的是（ ） A．2Na + MgCl2 C．2MgO2NaCl + Mg B．MgCl2 (熔化) D．MgO + C Mg+ Cl2 ↑

2Mg + O2

↑

Mg + CO ↑

15、在冶金工业上，均不能用通常化学还原剂制得的金属组是

（

）

A. Na，Ba，Mg，Al B. Na，K，Zn，Fe C. Zn，Fe，Cu，Ag D. Mg，Al，Zn，Fe 16、下列矿石可作炼铁原料的是

（

）

①赤铁矿

②黄铁矿

③磁铁矿

④闪锌矿

⑤菱铁矿

A ①和② B 只有①和③ C 有①③⑤ D ①②③⑤

17、将3.6g炭粉跟Fe3O4 80%的磁铁矿粉29g混合后，隔绝空气加强热，反应后收集到的气体恢复到标准状况时，其体积为6.72升，则气体是

（

）

A. 全部是CO2 B. CO和CO2各占一半 C. 全部是CO D. CO和CO2的混合物，其中CO体积占2/3 高温

18、由黄铁矿炼铜的过程中发生了反应:Cu2S+2Cu2O=== 6Cu+SO2↑,下列叙述正确的是

A. 该反应从氧化还原反应的电子转移看,与SO2+2H2S==3S+2H2O是同一反应类型

B. 该反应中,氧元素氧化了硫元素

(

) 400℃

+12HO是一种反应类 C. 该反应从氧化还原反应的电子转移角度看,与6NO2+8NH 7N3==== 22型

D. 该反应中,Cu2S既是还原剂又是氧化剂

19、工业上生产Na,Ca,Mg都用电解熔融的氯化物,但K不能用电解熔融态的方法得到,因金属钾易溶于熔融态的KCl而有危险,很难制得K,且降低电流效率.现生产钾是用金属钠和熔850℃

化的KCl反应制取,有关的反应式为:KCl+Na === NaCl+K↑下列说法错误的是( ) A. 该反应850℃的选择是基于熔沸点的考虑

B. 该反应利用了化学平衡移动的原理

该反应属于置换反应的类型 D. 该反应表明钠比钾的活动性强

20、有0.4克铁的氧化物,用足量的CO在高温下将其还原,把生成的全部CO2通入足量澄清石灰水中,得到0.75克固体沉淀物.这种铁的氧化物的化学式为

A、FeO B、Fe2O3 C、Fe3O4 D、FeO·Fe2O3

参考答案：

1、B

2、D

3、A

4、D

5、C

6、A

7、AB

8、BD

9、D

10、A

11、BC 12、D

13、CD

14、BD

15、A

16、D

17、B

18、D

19、D

20、B