必修2第四章第一節(jié)第1課時

1、第第1 1課時課時2022-6-262022-6-26固始縣第一中學(xué)固始縣第一中學(xué) 曾關(guān)寶曾關(guān)寶 1.1.了解金屬冶煉的實(shí)質(zhì)、方法了解金屬冶煉的實(shí)質(zhì)、方法; ; 2. 2.通過比較不同金屬的冶煉通過比較不同金屬的冶煉, ,理解不同活動理解不同活動 性的金屬冶煉方法不同的原因性的金屬冶煉方法不同的原因; ; 3. 3.了解金屬的回收利用與資源的保護(hù)了解金屬的回收利用與資源的保護(hù). . 廣義地講廣義地講, ,所謂自然資源所謂自然資源, ,是指是指在一定時間、地點(diǎn)的條件下能夠產(chǎn)生經(jīng)濟(jì)價(jià)在一定時間、地點(diǎn)的條件下能夠產(chǎn)生經(jīng)濟(jì)價(jià)值的值的, ,以提高人類當(dāng)前和將來福利的自然環(huán)境以提高人類當(dāng)前和將來福利的自然

2、環(huán)境因素和條件的總稱?？沙掷m(xù)發(fā)展的目標(biāo)是滿因素和條件的總稱?？沙掷m(xù)發(fā)展的目標(biāo)是滿足人類需要足人類需要, ,強(qiáng)調(diào)人類的行為要受到自然界的強(qiáng)調(diào)人類的行為要受到自然界的制約、強(qiáng)調(diào)代際之間、人類和其它生物種群制約、強(qiáng)調(diào)代際之間、人類和其它生物種群之間、不同國家和不同地區(qū)之間的公平。它之間、不同國家和不同地區(qū)之間的公平。它包括經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展包括經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展, ,社會的可持續(xù)發(fā)展、社會的可持續(xù)發(fā)展、資源可持續(xù)發(fā)展、環(huán)境可持續(xù)發(fā)展和全球可資源可持續(xù)發(fā)展、環(huán)境可持續(xù)發(fā)展和全球可持續(xù)發(fā)展。持續(xù)發(fā)展。 思考思考: :1.1.金屬冶煉指什么金屬冶煉指什么? ?2.2.為什么不同金屬的冶煉方法不同為什么不同金屬

3、的冶煉方法不同? ? 3.3.金屬活動順序與金屬冶煉有什么關(guān)系金屬活動順序與金屬冶煉有什么關(guān)系? ?閱讀教材閱讀教材P88-89P88-89 這些金屬以何種形式存在于自然界中這些金屬以何種形式存在于自然界中? ?請同學(xué)們列舉出常見金屬的名稱請同學(xué)們列舉出常見金屬的名稱? ? 越多越好！越多越好！K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb (H) Cu Hg Ag Pt AuK Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb (H) Cu Hg Ag Pt Au金礦金礦 Au鉑礦鉑礦 Pt少數(shù)不活潑金屬以游離態(tài)存在少數(shù)不活潑金屬以游離態(tài)存在( (如如金金和和鉑鉑) ) 黃銅礦黃銅礦赤鐵礦

4、赤鐵礦FeFe2 2OO3 3鋁礦鋁礦AlAl2 2OO3 3錳礦錳礦鎢礦鎢礦鋅礦鋅礦 白云石白云石CaMgCOCaMgCO3 3 2 2 辰砂辰砂HgSHgS黃銅礦黃銅礦CuFeSCuFeS2 2菱鎂礦菱鎂礦MgCOMgCO3 3 金、鉑等極少數(shù)金屬以金、鉑等極少數(shù)金屬以 形式存在形式存在; ; 絕絕大多數(shù)金屬以大多數(shù)金屬以 形式存在。金屬化合形式存在。金屬化合物中金屬元素都顯物中金屬元素都顯 價(jià)。價(jià)。 正正化合物化合物單質(zhì)單質(zhì)大多數(shù)金屬以大多數(shù)金屬以化合態(tài)存在化合態(tài)存在如果需要金如果需要金屬單質(zhì)屬單質(zhì), ,那那怎么辦怎么辦? ?冶煉金屬冶煉金屬回憶回憶: :初中學(xué)過冶煉鐵的方法初中學(xué)過冶煉

5、鐵的方法? ? Fe2O3 + 3CO = 2Fe + 3CO2 高溫得電子得電子 能由此找出金屬冶煉的實(shí)質(zhì)嗎能由此找出金屬冶煉的實(shí)質(zhì)嗎? ? 冶煉金屬的實(shí)質(zhì)冶煉金屬的實(shí)質(zhì)是用是用還原還原的方法使金的方法使金屬化合物中的金屬離子得到電子變成金屬原屬化合物中的金屬離子得到電子變成金屬原子。子。 將金屬從其化合物中還原出來用于生產(chǎn)將金屬從其化合物中還原出來用于生產(chǎn)和制造各種金屬材料的過程在工業(yè)上稱為和制造各種金屬材料的過程在工業(yè)上稱為金金屬的冶煉屬的冶煉。MM得電子得電子MM（被還原被還原）n+n+還原出金屬的難還原出金屬的難易由誰決定易由誰決定? ?金屬活動性順序金屬活動性順序K Ca Na M

6、g Al Zn Fe Sn Pb (H) Cu Hg Ag Pt AuK Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb (H) Cu Hg Ag Pt Au金屬性金屬性( (還原性還原性) )逐漸減弱逐漸減弱金屬陽離子的氧化性金屬陽離子的氧化性 ( (得電子能力得電子能力) )逐漸增強(qiáng)逐漸增強(qiáng)結(jié)論：結(jié)論：金屬位置越靠后金屬位置越靠后, ,越易被還原越易被還原, , 用一般的還原方法即可用一般的還原方法即可; ; 金屬位置越靠前金屬位置越靠前, ,越難被還原越難被還原, , 要用較強(qiáng)的還原手段來還原要用較強(qiáng)的還原手段來還原. . 總的說來總的說來, ,金屬的性質(zhì)越穩(wěn)定金屬的性質(zhì)越穩(wěn)定, ,越容

7、易將越容易將其從化合物中還原出來。其從化合物中還原出來。人類最早發(fā)現(xiàn)和應(yīng)用的金屬分別是人類最早發(fā)現(xiàn)和應(yīng)用的金屬分別是: 適用于極不活潑的金屬適用于極不活潑的金屬Pt AuPt Au1.1.熱分解法熱分解法2.2.電解法電解法3.3.熱還原法熱還原法 (1)(1)熱分解法熱分解法: :2HgO = Hg+O2HgO = Hg+O2 2 2Ag2Ag2 2O = 4Ag+OO = 4Ag+O2 2 對于對于 金屬金屬( (金屬活動性順序表中氫金屬活動性順序表中氫以后的金屬以后的金屬), ),可以直接用可以直接用 方法將金屬從方法將金屬從其化合物中還原出來冶煉。其化合物中還原出來冶煉。加熱分解加熱分

8、解一些不活潑一些不活潑 適用于鉀、鈣、鎂、鈉、鋁等非?；顫娊饘龠m用于鉀、鈣、鎂、鈉、鋁等非?；顫娊饘匐娊怆娊?2NaCl 2NaCl( (熔融熔融) )=2Na+Cl=2Na+Cl2 2 電解電解 2Al 2Al2 2OO3 3( (熔融熔融) )=4Al+3O=4Al+3O2 2 MgCl MgCl2 2( (熔融熔融) )=Mg+Cl=Mg+Cl2 2 電解電解 活潑金屬較難用還原劑還原活潑金屬較難用還原劑還原, ,通常采用電解熔通常采用電解熔融的金屬化合物的方法冶煉活潑金屬融的金屬化合物的方法冶煉活潑金屬思考思考: :電解氯化鈉溶液能制得鈉嗎電解氯化鈉溶液能制得鈉嗎? ?2NaCl (熔

9、融熔融) = 2Na + Cl2 電解電解 原理原理: :在高溫下發(fā)生氧化還原反應(yīng)在高溫下發(fā)生氧化還原反應(yīng), ,常用的還原常用的還原劑有焦炭、一氧化碳、氫氣等。以及一些活潑金劑有焦炭、一氧化碳、氫氣等。以及一些活潑金屬也可做還原劑。屬也可做還原劑。 在金屬活動性順序表中處于在金屬活動性順序表中處于 位置的金屬位置的金屬, ,通常是用還原劑通常是用還原劑( ( 、 、 、 等等) )將金屬從其化合物中還原出來。將金屬從其化合物中還原出來。中間中間一氧化碳一氧化碳鋁鋁焦炭焦炭氫氣氫氣實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)4 -1:P894 -1:P89 鋁熱反應(yīng)鋁熱反應(yīng):1.:1.步驟步驟 2.2.實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象 3.3.實(shí)

10、驗(yàn)原理實(shí)驗(yàn)原理 反應(yīng)現(xiàn)象反應(yīng)現(xiàn)象: :FeFe2 2OO3 3+2Al = 2Fe + Al+2Al = 2Fe + Al2 2OO3 3 高溫高溫鋁熱劑鋁熱劑 鋁是還原劑鋁是還原劑, ,在一定的條件下與某些金屬氧化在一定的條件下與某些金屬氧化物反應(yīng)物反應(yīng), ,把其中的金屬還原成單質(zhì)。所以一些活潑把其中的金屬還原成單質(zhì)。所以一些活潑的金屬也可作還原劑的金屬也可作還原劑。 反應(yīng)原理反應(yīng)原理: :注注: : 鎂條、氯酸鉀的作用鎂條、氯酸鉀的作用引燃劑引燃劑 鎂條劇烈燃燒鎂條劇烈燃燒, ,放出大量的熱放出大量的熱, ,發(fā)出耀發(fā)出耀眼的白光眼的白光, ,紙漏斗內(nèi)劇烈反應(yīng)紙漏斗內(nèi)劇烈反應(yīng), ,紙漏斗被燒

11、穿紙漏斗被燒穿, ,有熔有熔融物落入沙中。融物落入沙中。1.1.鎂條的作用是什么鎂條的作用是什么? ?2.2.氯酸鉀的作用是什么氯酸鉀的作用是什么? ?問題問題鋁熱反應(yīng)的應(yīng)用鋁熱反應(yīng)的應(yīng)用 : :你能總結(jié)出鋁熱反應(yīng)的規(guī)律嗎你能總結(jié)出鋁熱反應(yīng)的規(guī)律嗎? ?冶冶煉煉高高熔熔點(diǎn)點(diǎn)的的金金屬屬焊焊接接鋼鋼軌軌3MnO3MnO2 2+4Al = 3Mn+ 2Al+4Al = 3Mn+ 2Al2 2OO3 3高溫高溫CrCr2 2OO3 3+2Al = 2Cr + Al+2Al = 2Cr + Al2 2OO3 3 高溫高溫3Co3Co3 3OO4 4+8Al = 9Co + 4Al+8Al = 9Co

12、+ 4Al2 2OO3 3高溫高溫 10Al+3V 10Al+3V2 2OO5 5 5Al 5Al2 2OO3 3+6V+6V 高溫高溫FeFe2 2OO3 3+3 CO =2Fe+3CO+3 CO =2Fe+3CO2 2 高溫高溫2MgO+ C =2Mg+CO2MgO+ C =2Mg+CO2 2 高溫高溫2ZnO+ C =2Zn+CO2ZnO+ C =2Zn+CO2 2 高溫高溫WOWO3 3+3 H+3 H2 2 =W+3H=W+3H2 2OO 高溫高溫常用還原劑有焦炭常用還原劑有焦炭. .一氧化碳一氧化碳. .氫氣及一些活潑金屬。氫氣及一些活潑金屬。金屬金屬冶冶 煉煉 原原 理理FeFe

13、CuCuMgMgAlAlNaNaFeFe2 2OO3 3+3CO 2Fe+3CO+3CO 2Fe+3CO2 2 ( (高爐煉鐵高爐煉鐵) )FeFe2 2OO3 3+2Al 2Fe+Al+2Al 2Fe+Al2 2OO3 3 ( (鋁熱法煉鐵鋁熱法煉鐵) )高溫高溫高溫高溫CuCu2 2S+OS+O2 2 2Cu+SO2Cu+SO2 2 ( (火法煉銅火法煉銅) )Fe+CuSOFe+CuSO4 4 FeSOFeSO4 4+Cu(+Cu(濕法煉銅濕法煉銅) )高溫高溫MgO+C Mg+COMgO+C Mg+COMgClMgCl2 2( (熔融熔融) Mg+Cl) Mg+Cl2 2 高溫高溫2A

14、l2Al2 2OO3 3( (熔融熔融) 4Al+3O) 4Al+3O2 2 電解電解 冰晶石冰晶石 2NaCl( 2NaCl(熔融熔融) 2Na+Cl) 2Na+Cl2 2 電解電解 電解電解濕法煉銅濕法煉銅: :Fe+CuSOFe+CuSO4 4=FeSO=FeSO4 4+Cu+Cu火法煉銅火法煉銅: :CuCu2 2S+OS+O2 2=2Cu+SO=2Cu+SO2 2高溫高溫K Ca Na Mg AlK Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb (H) Cu Zn Fe Sn Pb (H) Cu Hg AgHg AgPt AuPt Au電解法電解法熱還原法熱還原法熱分解法熱分解法物

15、理提取法物理提取法小結(jié)：小結(jié)：（1 1）熱分解法適用于金屬活動順序中氫以）熱分解法適用于金屬活動順序中氫以后的金屬冶煉；后的金屬冶煉；（2 2）熱還原法適用于金屬活動順序中部的）熱還原法適用于金屬活動順序中部的金屬冶煉；金屬冶煉；（3 3）電解熔鹽或氧化物法選用于鉀、鈉、）電解熔鹽或氧化物法選用于鉀、鈉、鈣、鋁等活潑金屬的冶煉。鈣、鋁等活潑金屬的冶煉。KCaNaMgAlKCaNaMgAl ZnFeSnPb(H)CuZnFeSnPb(H)Cu Hg AgHg Ag Pt AuPt Au 電解法電解法 熱還原法熱還原法 熱分解法熱分解法 物理提取法物理提取法(1)(1)為什么不同的金屬的冶煉方法不

16、同為什么不同的金屬的冶煉方法不同? ?(2)(2)為什么人類使用鐵器比使用銅器晚為什么人類使用鐵器比使用銅器晚? ?1.1.不同的金屬不同的金屬, ,冶煉方法不同冶煉方法不同n+n+MM得電子得電子MM（被還原）（被還原）因?yàn)榻饘匐x子的得電子能力不同，所以冶煉方法不同。因?yàn)榻饘匐x子的得電子能力不同，所以冶煉方法不同。2 2、金屬活動性順序金屬的冶煉、金屬活動性順序金屬的冶煉金屬活動金屬活動順序順序金屬失電金屬失電子能力子能力 金屬離子金屬離子的得電子的得電子主要冶煉主要冶煉方法方法K Ca NaK Ca NaMg Al Mg Al Zn Fe Sn Zn Fe Sn Pb (H) CuPb (

17、H) CuHg Hg Ag Ag 強(qiáng)強(qiáng)弱弱弱弱強(qiáng)強(qiáng)電解法電解法熱還原法熱還原法熱分熱分解法解法 可見可見, ,越活潑的金屬越難冶煉越活潑的金屬越難冶煉Pt Pt AuAu物理提物理提取法取法 以鋁為例以鋁為例, ,生產(chǎn)一噸原鋁至少要消耗四噸鋁土礦生產(chǎn)一噸原鋁至少要消耗四噸鋁土礦資源。當(dāng)前全球原鋁的年產(chǎn)量約資源。當(dāng)前全球原鋁的年產(chǎn)量約25002500萬噸萬噸, ,年消年消耗鋁土礦超過一億噸耗鋁土礦超過一億噸, ,如果照此發(fā)展下去如果照此發(fā)展下去, ,地球上的地球上的鋁土礦資源就會越來越少鋁土礦資源就會越來越少, ,直至有一天枯竭。直至有一天枯竭。 如果人類消費(fèi)的鋁能夠回收利用如果人類消費(fèi)的鋁能夠

18、回收利用, ,只要回收利只要回收利用量達(dá)到產(chǎn)量的二分之一用量達(dá)到產(chǎn)量的二分之一, ,每年就將減少鋁土礦消每年就將減少鋁土礦消耗量約耗量約50005000萬噸萬噸, ,這對保護(hù)全球鋁土礦資源具有這對保護(hù)全球鋁土礦資源具有極為重要的意義。其次極為重要的意義。其次, ,利用廢雜原料生產(chǎn)一噸合利用廢雜原料生產(chǎn)一噸合金鋁錠與用鋁土礦原料生產(chǎn)一噸原鋁錠相比金鋁錠與用鋁土礦原料生產(chǎn)一噸原鋁錠相比, ,可以可以節(jié)省節(jié)省9595以上的能源消耗。以上的能源消耗。 怎樣才能使金屬資源可持續(xù)發(fā)展怎樣才能使金屬資源可持續(xù)發(fā)展? ? 提高金屬礦物的提高金屬礦物的 , ,減少金屬的減少金屬的 , ,加強(qiáng)金屬資源的加強(qiáng)金屬資

19、源的 , ,使用使用代替金屬材料。代替金屬材料。利用率利用率使用量使用量回收和再利用回收和再利用合理開發(fā)和利用礦物資源合理開發(fā)和利用礦物資源, ,主要途徑有主要途徑有: :1.1.提高金屬礦物的利用率提高金屬礦物的利用率2.2.減少金屬的使用量減少金屬的使用量3.3.加強(qiáng)金屬資源的回收和再利用加強(qiáng)金屬資源的回收和再利用4.4.使用其他材料代替金屬材料使用其他材料代替金屬材料 金屬的回收金屬的回收金屬回收的意義金屬回收的意義節(jié)約礦物資源節(jié)約礦物資源; ;節(jié)約能源節(jié)約能源; ;減少環(huán)境污染減少環(huán)境污染. .金屬回收的實(shí)例金屬回收的實(shí)例廢舊鋼鐵用于煉鋼廢舊鋼鐵用于煉鋼; ;廢鐵屑用于制鐵鹽廢鐵屑用于

20、制鐵鹽; ;定影液用于回收銀定影液用于回收銀. .據(jù)有關(guān)資料統(tǒng)計(jì)，據(jù)有關(guān)資料統(tǒng)計(jì)， 每生產(chǎn)一噸原鋁錠需要消耗能源每生產(chǎn)一噸原鋁錠需要消耗能源213.2TJ(213.2TJ(電電能約占能約占8282), ),而生產(chǎn)一噸再生鋁合金錠所需能源而生產(chǎn)一噸再生鋁合金錠所需能源消耗為消耗為5.5TJ(5.5TJ(燃料約占燃料約占8080), ),僅為原鋁錠生產(chǎn)能僅為原鋁錠生產(chǎn)能源消耗的源消耗的2.62.6, ,優(yōu)勢比較明顯。由于鋁可以反復(fù)優(yōu)勢比較明顯。由于鋁可以反復(fù)循環(huán)使用循環(huán)使用, ,從再生鋁廢料中再生產(chǎn)鋁從再生鋁廢料中再生產(chǎn)鋁, ,其節(jié)能效果更其節(jié)能效果更加顯著。另外加顯著。另外, ,再生鋁生產(chǎn)中二氧

21、化碳的產(chǎn)生量和再生鋁生產(chǎn)中二氧化碳的產(chǎn)生量和排放量與原鋁生產(chǎn)相比排放量與原鋁生產(chǎn)相比, ,大為減少。有資料統(tǒng)計(jì)大為減少。有資料統(tǒng)計(jì), ,再再生鋁生產(chǎn)可比用水電生產(chǎn)原鋁減少二氧化碳排放生鋁生產(chǎn)可比用水電生產(chǎn)原鋁減少二氧化碳排放量量91%,91%,比用燃油發(fā)電減少二氧化碳排放量比用燃油發(fā)電減少二氧化碳排放量9797以上以上, ,比用煤發(fā)電減少的二氧化碳排放量更多比用煤發(fā)電減少的二氧化碳排放量更多, ,環(huán)保環(huán)保效益十分顯著。效益十分顯著。金屬的回收和資源保護(hù)金屬的回收和資源保護(hù)【練習(xí)練習(xí)1 1】冶煉金屬一般有下列四種方法冶煉金屬一般有下列四種方法: :焦焦炭法炭法, ,水煤氣水煤氣( (或或HH2

22、2或或CO)CO)法法, ,活潑金屬置換活潑金屬置換法法, ,電解法電解法, ,四種方法在工業(yè)上均有應(yīng)用。古代有四種方法在工業(yè)上均有應(yīng)用。古代有（）火燒孔雀石）火燒孔雀石CuCu2 2(OH)(OH)2 2COCO3 3法煉銅法煉銅, , （）濕法煉銅，現(xiàn)代有（）濕法煉銅，現(xiàn)代有（）鋁熱法煉鉻）鋁熱法煉鉻, ,（）從光鹵石（）從光鹵石（KClMgClKClMgCl2 26H6H2 2OO）中煉鎂。）中煉鎂。 對它們的冶煉方法分析不正確的是對它們的冶煉方法分析不正確的是 （ ） A.A.（）用）用 B.B.（）用）用 C.C.（）用）用 D.D.（）用）用B B1.1.下列各種冶煉方法中下列各種冶煉方法中, ,可以制得相應(yīng)金屬的可以制得相應(yīng)金屬的是是 （ ）A.A.加熱氧化鋁加熱氧化鋁 B.B.加熱碳酸鈣加熱碳酸鈣C.C.電解熔融氯化鈉電解熔融氯化鈉 D.D.氯化鈉與鋁粉高溫共熱氯化鈉與鋁粉高溫共熱2.2.根據(jù)金屬在金屬活動順序表中的位置及性根據(jù)金屬在金屬活動順序表中的位置及性質(zhì)質(zhì), ,推測制取下列金屬最適宜的方法推測制取下列金屬最適宜的方法: :NaNa ZnZn HgHg AuAu C C電解法電解法加熱還原法加熱還原法加熱分解法加熱分解法物理提取法物理提取法4.1004.100多年前多年前, ,為了表彰門捷列夫?qū)瘜W(xué)的杰出貢為了表