归纳与整理优秀教学设计内容

第一节

开发利用金属矿物和海水资源（第一课时）

【学习目标】了解金属在自然界中的存在形式；掌握金属的冶炼方法；掌握铝热反应原理及实验；了解金属回收和资源保护的意义；认识和体会化学在自然资源开发和利用中的意义和作用。

【重点难点】金属的冶炼方法；铝热反应的原理及实验。

【预习自测】

一、金属在自然界的存在形态

（1）只有

等极少数金属以

的形式存在。

（2）绝大多数金属都以

的形式存在。

（3）金属元素的化合价只有

价没有

价。

（4）金属冶炼的实质和原理

二、金属的冶炼

1.热分解法

原理：对于不活泼金属，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,

适用于

金属的冶炼。请写出下列反应的化学方程式。

(1)加热分解HgO:

。

(2)加热分解Ag2O:

。

2.热还原法

原理:

在金属活动性顺序表中处于中间位置的金属，通常是用还原剂（

、活泼金属等）将金属从其化合物中还原出来。请写出下列冶炼金属的化学方程式。

(1)高炉炼铁:

。

(2)铝热反应炼铁:

。

(3)用氢气还原氧化铜:

。

3.电解法

原理：适用于

金属的冶炼。请补全下列反应的化学方程式。

(1)冶炼金属钠:

。

(2)冶炼金属镁:

。

(3)冶炼金属铝:

。

4.其他方法

火法炼铜：可以利用氧气从其硫化物中冶炼出来

。

湿法炼铜：Fe+CuSO4

。

【知识总结】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 Fe Sn Pb（H）Cu

Hg Ag

三、有效利用金属资源的途径

1.提高金属矿物的

。

2.减少金属的

。

3.加强金属资源的

。

4使用

代替金属材料。

【合作探究】

一、金属冶炼方法的选择

活动性顺序

K、Ca、Na、Zn、Fe、Sn、Pb(H)、Hg、Ag 1 Pt、Au

Mg、Al 单质还原性(原

子失电子能力) 阳离子氧化性

(离子得

电子能力) 金属冶炼

方法

Cu、W

（

）

（

）

（

）

（

）

【思考与交流】工业上制备金属铝，采用电解熔融的Al2O3（加冰晶石时）而不电解熔融的AlCl3；而工业上制备金属镁，则采用电解熔融的MgCl2，不采用电解MgO的原因是什么？

二、铝热反应

1、概念：铝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，其中铝和某些金属氧化物（Fe2O3、Cr2O3、V2O5、MnO2等）组成的混合物称为

。

2、原理：Al是

剂,另一种氧化物是

剂,是铝将氧化物中的金属置换出来的反应。

3、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。

4、铝热反应实验现象及化学方程式：

燃烧，发出刺眼的

，火星

，纸漏斗现

象

下部被烧穿，有

落入砂中，放出大量的热。

铝与氧化铁反应的化学方程式

5、实验注意事项：注意事项：①实验时要注意安全，反应装置应远离易燃物；②氧化铁粉末要干燥；③预先擦去镁带的氧化膜，长度约需10 cm（过短热量不够，影响实验效果。）

6、应用

①焊接钢轨

②冶炼高熔点的相对较不活泼的金属，如V、

Cr、

Mn等。

【思考与交流】

1、铝热反应实验中镁条与氯酸钾的作用是什么?

2、为什么要在承接反应物的蒸发皿中垫有细沙?

3、请写出下列通过铝热反应冶炼金属的化学方程式：

(1)冶炼金属铬:

。

(2)冶炼金属钒:

。

(3)冶炼金属锰:

。

【课后作业】

1.工业上冶炼金属一般用热分解法、热还原法和电解法。选用不同方法冶炼不同金属的主要依据是(

)。

A.金属在自然界中的存在形式

B.金属元素在地壳中的含量

C.金属阳离子得电子的能力

D.金属熔点的高低

2

2.金属材料在日常生活生产中有着广泛的运用,下列关于金属的说法不正确的是

A.越活泼的金属越难冶炼

B.合金的性质与其成分金属的性质不完全相同

C.金属冶炼的本质是金属阳离子得到电子变成金属原子

D.工业上金属Mg、Al都是用电解熔融的氯化物制得的

3.下列氧化物不能跟铝粉组成铝热剂的是(

) A.Cr2O3

B.MnO2

C.Na2O D.V2O5

4.用铝热法还原下列化合物,制得金属各1 mol时,消耗铝最少的是(

)。

A.MnO2

B.WO3 C.Co3O4

D.CrO3

5.下列金属冶炼的反应原理,错误的是(

) A.2NaCl(熔融)2Na+Cl2↑

B.MgO+H2Mg+H2O C.Fe3O4+4CO3Fe+4CO2

D.2HgO2Hg+O2↑

6.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.回收旧金属不如冶炼矿石更经济

7. 将等物质的量的镁和铝相混合,取等质量的该混合物四份,分别加到足量的下列溶液中,充分反应后,放出氢气最多的是(

)。

A.3 mol·L-1 HCl溶液

B.4 mol·L-1 HNO3溶液

C.8 mol·L-1 NaOH溶液

D.18 mol·L-1 H2SO4溶液

8.下列化工生产原理错误的是（

）

①可以用电解熔融的氯化钠的方法来制取金属钠；

②可以用钠加入氯化镁饱和溶液中制取镁；

③用电冶铝时，原料是氯化铝；

④炼铁高炉中所发生的反应都是放热的，故无需加热．

A

②③

B

①③

C

①②③

D

②③④

9. 现有铝粉和四氧化三铁粉末组成的铝热剂，分成两等份．一份在高温下恰好反应，产物与足量稀硫酸反应，生成氢气aL；另一份与足量氢氧化钠溶液反应，在相同条件下生成氢气bL．则a：b为（

）

A 1:1

B 9:8

C 3:4

D 4:3 10. 工业上用铝土矿（主要成分为Al2O3，含Fe2O3杂质）为原料冶炼铝的工艺流程如下，下列叙述正确的是（

）

A．试剂X可以是氢氧化钠溶液，也可以是盐酸

B．反应①、过滤后所得沉淀为氢氧化铁

C．图中所示转化反应都不是氧化还原反应

D．反应②的化学方程式为NaAlO2+CO2+2H2O =Al（OH）3↓+NaHCO3

3

11.冶炼金属常用以下几种方法: ①以C、CO或H2作还原剂还原; ②用较活泼金属Na、Mg等还原；③利用铝热反应原理用Al还原；

④电解法；⑤热分解法。

下列金属各采用哪种方法还原最佳

(填序号) (1)Fe、Zn、Cu等中等活泼金属

。 (2)Na、Mg、Al等活泼或较活泼金属

。 (3)Hg、Ag等不活泼金属

。 (4)V、Cr、Mn、W等高熔点金属

。

第一节

开发利用金属矿物和海水资源（第一课时）答案

【预习自测】

一、（1）金（Au）、铂（Pt），游离态（2）化合态（3）正、负（4）将金属由化合态还原为游离态，生成单质

二、1、不活泼(1) 2HgO2Hg+O2↑(2) 2Ag2O4Ag+O2 2. C、CO、H2 (1) Fe2O3+3CO

2Fe+3CO2(2) Fe2O3+2Al2Fe+Al2O3

(3) CuO+H2Cu+H2O 3.活泼

(1) 2NaCl(熔融)4Al+3O2↑4. Cu2S+O2

2Na+Cl2↑(2) MgCl2（熔融）2Cu+SO2

Fe+CuSO4==FeSO4+Cu

Mg+Cl2↑(3) 2Al2O3(熔融)5、K、Ca、Na、Mg、Al。

Zn、Fe、Sn、Pb(H)、Cu、W

Hg、Ag 三、1.利用率

2.使用量3.回收利用4.其他材料代替金属材料

【合作探究】

一、

金属冶炼方法的选择

活动性顺序

单质还原性(原

子失电子能力) 阳离子氧化性

(离子得电子能力) 金属冶炼方法

（

弱

）

（

强

）

电解

热还原

热分解

负极

K、Ca、Na、Mg、Al Zn、Fe、Sn、Pb(H)、Cu、W Hg、Ag Pt、Au

（

强

）

（

弱

）

思考与交流1、AlCl3是共价化合物。2、熔融态的MgCl2导电而MgO的熔点高

二、铝热反应1、铝热剂

2、还原

氧化

3、铝热反应实验现象及化学方程式：

剧烈

燃烧，发出刺眼的白光，火星四射，纸漏斗下部被烧现

象

穿，有

熔融物

落入砂中，放出大量的热。

铝与氧化铁反应的Fe2O3+2Al

2Fe+Al2O3 化学方程式

4、应用：①焊接钢轨

②冶炼高熔点的相对较不活泼的金属，如V、

Cr、

Mn等。

【思考与交流】1、镁条的作用是燃烧放出大量的热引发KClO3分解,氯酸钾的作用是供氧剂。

2、因为铝热反应是一个典型的放热反应,反应中放出的大量热能够使铁熔化,为了防止蒸发皿炸裂及熔融的金属溅出伤人,所以要垫细砂。

3、(1) 2Al+Cr2O3

2Cr+Al2O3

(2) 10Al+3V2O56V+5Al2O3

(3) 4Al+3MnO2Mn+2Al2O3

【课后作业】1C

2 D

3C

4C

5B

6A

7A

8D

9C

10D 11(1)①

(2)④(3)⑤(4)③

4