《金屬礦物的開發(fā)利用》知識點歸納及典例解析

1課時金屬礦物的開發(fā)利用[目標導航]1.了解金屬在自然界中的存在形式，把握金屬冶煉的一般方法和原理。2.把握鋁熱反響原理及試驗步驟。3.了解金屬回收和資源保護的意義。4.生疏和體會化學在自然資源開發(fā)和利用中的意義和作用。一、金屬的冶煉金屬在自然界中存在的形態(tài)除了金鉑化合物合物中，金屬元素都顯正化合價。金屬冶煉的原理金屬的冶煉是利用氧化復原反響得到電子被復原成金屬原子，從而獲得金屬單質(zhì)。即：Mn＋＋ne－===M。金屬的冶煉方法熱分解法：適用于金屬活動性挨次表中Hg及其以后的金屬。2HgO==△===2Hg＋O↑；2AgO==△===4Ag＋O↑。2 2 2熱復原法：適用于金屬活動性挨次表中Zn、Cu之間的金屬。FeO＋3CO2F＋3CO；2 3 2WO＋3H3H；3 2 2CrO2AlAlO＋2C。2 3 2 3電解法：適用于金屬活動性挨次表中Al及其以前的金屬。2AlO熔融4Al＋3O；2 3 冰晶石 22NaCl熔融2NCl。2提示(1)電解熔融的NaCl和電解NaCl溶液的產(chǎn)物不同。(2)工業(yè)上冶煉鎂是電解MgCl2

而不是MgO的緣由是MgO的熔點比MgCl2

的高，冶煉鋁是電解AlO而不是AlCl的緣由是AlCl

是共價化合物，熔融狀態(tài)不導電。議一議2 3 3 3議一議推斷正誤，正確的打“√”，錯誤的打“×”(1)黃金的冶煉可用熱分解法( )金屬陽離子被復原，肯定會得到金屬單質(zhì)( )工業(yè)上電解MgCl2

溶液制取Mg( )答案(1)× (2)× (3)×利用CO冶煉鐵的反響是置換反響嗎？答案3CO＋FeO2

3

，不是置換反響2二、金屬礦物的開發(fā)利用合理開發(fā)利用金屬資源金屬的冶煉需要消耗大量的資源和能源，還會造成環(huán)境污染，地球上的金屬資源是有限的，是不行再生的，因此金屬資源應合理地開發(fā)利用。有效利用金屬資源的途徑(1)提高金屬的利用率，削減金屬的使用量；(2)加強金屬資源的回收和再利用；議一議(3)使用其他材料代替金屬材料。議一議請你列舉身邊常見的金屬制品的成分，并爭論它們被人類使用的歷史。答案(1)銅：使用歷史悠久；鐵：比銅的使用稍晚；鋁：近代才開頭廣泛使用；鎂合金、鋰電池：現(xiàn)代才開頭使用。1以下金屬冶煉原理錯誤的選項是1以下金屬冶煉原理錯誤的選項是()A2NaCl2NaCl↑2O2 2C．FeO3

＋4CO3F＋4CO4 22解析NaMg通常用電解法制取，F(xiàn)e用復原劑法制取，Hg可用加熱其化合物的方法制取。Mg的活動性比H強，H不能置換出Mg，B項錯。2 2歸納總結(jié)答案B歸納總結(jié)金屬的冶煉原理金屬冶煉的實質(zhì)是使金屬化合物中的金屬陽離子得到電子被復原為金屬單質(zhì)的過程，即：Mn＋＋ne－===M。金屬活動性挨次與金屬冶煉方法的關(guān)系金屬的活動性挨次金屬的活動性挨次K、Ca、Na、Mg、AlCuHg、AgPt、Au金屬原子失電子力量強→弱金屬離子得電子力量弱→強主要冶煉方法電解法熱復原法熱分解法物理方法常用的熱復原法變式訓練1 冶煉金屬一般有以下四種方法：①焦炭法②水煤氣(或氫氣，或一氧化碳)法③活潑金屬置換法④電解法。四種方法在工業(yè)上均有應用。古代有(Ⅰ)火燒孔雀石煉銅；(Ⅱ)濕法煉銅現(xiàn)代有(Ⅲ)鋁熱法煉鉻；(Ⅳ)從光鹵石中煉鎂對它們的冶煉方法的分析不正確的是( )A．(Ⅰ)用①C．(Ⅲ)用③答案B

B．(Ⅱ)用②D．(Ⅳ)用④解析選擇金屬的冶煉方法要考慮金屬在自然界中存在的狀態(tài)及金屬的活動性。(Ⅰ)、(Ⅱ)、(Ⅲ)、(Ⅳ)發(fā)生的反響分別是CO△===2CuO＋CO↑＋HO，C＋2CuO==△===2Cu＋CO↑，符合①；2 2 3 2 2 2(Ⅱ)：Fe＋CuSO===FeSO＋Cu，符合③；4 4：2ACrOAlO2C，符合③；2 3 2 3：先從光鹵石中提取MgCl，再電解MgCl：MgCl

↑，符合④。2 2 2 222如圖為鋁熱反響的試驗裝置，請答復以下問題：該試驗裝置中還缺 。引發(fā)鋁熱反響的操作為 。假設將氧化鐵換成氧化鎂，該反響 (填“能”或“不能”)發(fā)生，理由是。鋁熱反響的用途有哪些 。解析(1)利用鎂條燃燒放熱從而引發(fā)鋁熱反響，同時促使KClO3

分解產(chǎn)生O

，使鎂條快速2燃燒。(2)Mg比Al活潑，Al不能從MgO中置換出Mg。答案(1)鎂條和氯酸鉀在混合物中間插一根鎂條，將氯酸鉀放在混合物上鎂條的四周，點燃鎂條不能鎂比鋁活潑，鋁不能置換鎂歸納總結(jié)用于焊接鋼軌；冶煉某些熔點高的金屬(答案合理即可)歸納總結(jié)鋁熱反響概念：鋁和金屬氧化物在高溫下發(fā)生猛烈反響并放出大量熱的化學反響。原理：Al作復原劑，另一種氧化物作氧化劑，用鋁將氧化物中的金屬置換出來。鋁熱劑：鋁粉和某些金屬氧化物(FeO、CrO、VO

等)組成的混合物。3 4 2 3 2 5反響特點：①在高溫下進展。②反響快速并放出大量的熱。③生成的金屬單質(zhì)呈熔融態(tài)且易與AlO分別。2 3應用：冶煉難熔的相對較不活潑的金屬，如V、Cr、Mn等；焊接鋼軌等。鋁熱反響試驗試驗操作試驗操作(1)鎂條猛烈燃燒；(2)氧化鐵粉末和鋁粉發(fā)生猛烈的反響；(3)反響試驗現(xiàn)象 放出大量的熱并發(fā)出刺眼的白光；(4)紙漏斗的下部被燒穿有熔融物落入沙中試驗結(jié)論在高溫下，鋁與FeO發(fā)生反響，放出大量的熱2 3變式訓練2 如下圖，用兩張圓形濾紙分別折疊成漏斗狀，套在一起，使四周都有四層。把內(nèi)層漏斗取出，在底部剪一個孔，用水潤濕，再跟另一紙漏斗套在一起，架在鐵圈上，下面放置盛沙的蒸發(fā)皿。把5g炒干的氧化鐵粉末加2g鋁粉混合均勻，放在紙漏斗中，上面加少量氯酸鉀并在混合物中間插一根鎂條，用小木條點燃鎂條。觀看發(fā)生的現(xiàn)象。通過以上試驗信息，答復以下問題。寫出該反響的化學方程式： ；在該反響中， (填化學式，下同)是氧化劑， 是復原劑，該反響稱為 反響。選出該試驗的試驗現(xiàn)象： (填寫在橫線上)。④有紅熱狀態(tài)的液珠落入蒸發(fā)皿內(nèi)的細沙上，液珠冷卻后變?yōu)楹谏腆w。寫出以下操作或物質(zhì)的作用：內(nèi)層紙漏斗底部剪一個孔： ；蒸發(fā)皿盛沙： ；鎂條： ；氯酸鉀： 。如何用簡潔的方法證明生成物中有金屬鐵？答案(1)2Al＋FeO=====2Fe＋AlO FeO