人教版高中化學必修2 　開發(fā)利用金屬礦物和海水資源 省賽一等獎

第一節(jié)開發(fā)利用金屬礦物和海水資源第一頁，共二十三頁。金礦鉑礦漂亮的金屬礦物第二頁，共二十三頁。金屬的使用促進了人類文明的發(fā)展。自然界中，除少數(shù)金屬（如金、鉑）以游離態(tài)存在，絕大多數(shù)金屬以化合態(tài)存在。我們在生產(chǎn)和生活中使用的金屬制品基本上都是單質形態(tài)。怎樣可以將金屬化合物轉變?yōu)閱钨|呢？【提示】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)上稱為金屬的冶煉。第三頁，共二十三頁。從石器、青銅器到鐵器時代，金屬的冶煉體現(xiàn)了人類文明的發(fā)展水平。圖4-1-2表示了三種金屬被人類開發(fā)利用的大致年限，之所以有先后，主要取決于（

）

圖4-1-2A.金屬導電性強弱B.金屬在地殼中含量多少C.金屬的化合價高低D.金屬的活動性強弱D遷移應用1第四頁，共二十三頁。思考·交流1、金屬活動順序與金屬冶煉有什么關系？2、金屬冶煉的原理是什么？第五頁，共二十三頁。+nM金屬的冶煉過程的實質是得電子,被還原M0KCaNaMgAlZnFeSnPb(H)CuHgAgPtAu金屬活動性逐漸減弱KCaNaMgAlZnFeSnPb(H)CuHgAg

PtAu金屬活動性不同，還原方法一樣嗎？p88一、金屬冶煉的原理第六頁，共二十三頁。高爐煉鐵高爐煉鐵反應原理:

Fe2O3＋3CO2Fe＋3CO2

高溫第七頁，共二十三頁。(一)熱還原法①加熱或高溫條件下用還原劑還原金屬的氧化物。②常用的還原劑有：H2、CO、C(焦炭)、活潑金屬(如Al)

。③適用于金屬活動順序表中Zn～Cu的中等活潑性金屬。KCaNaMgAlZnFeSnPb(H)CuHgAgPtAu2

2Zn+CO2↑Cu+H2O①CuO+

H2△②

ZnO+C高溫試完成下列各金屬冶煉的化學方程式。二、金屬冶煉的方法第八頁，共二十三頁。課本P89【實驗4—1】第九頁，共二十三頁。課本P89【實驗4—1】2Al＋Fe2O32Fe＋Al2O3高溫

鎂條劇烈燃燒，發(fā)出耀眼的白光，產(chǎn)生大量煙，紙漏斗的下部被燒穿，有熔融物落入蒸發(fā)皿中。鋁熱反應反應方程式：鋁熱反應的應用：（1）焊接鋼軌。反應現(xiàn)象：（2）冶煉高熔點金屬（如：釩、鉻、錳等）。（1）鎂條和氯酸鉀的作用是什么？（2）反應時，鐵元素的化合價是如何變化的？鋁元素的化合價又將怎樣變化？（紙漏斗中盛放的是氧化鐵和鋁粉）（3）試寫出鋁元素和鐵元素參與的化學反應的方程式。第十頁，共二十三頁。試寫出利用鋁熱反應冶煉下列金屬的化學方程式①釩(V、+5價)、②鉻(Cr、+3價)、③錳(Mn、+4價)高溫③

4Al+3MnO2

3Mn+2Al2O3高溫②

2Al+Cr2O32Cr+Al2O3高溫①

10Al+3V2O56V+5Al2O3第十一頁，共二十三頁。KCaNaMgAlZnFeSnPb(H)CuHgAgPtAu電解如：2NaCl(熔融)

2Na+Cl2↑

2Al2O3(熔融)4Al+3O2↑

冰晶石電解(二)電解法①適用于金屬活動順序表中K～Al的活潑金屬。②電解其熔融鹽或氧化物。MgCl2(熔融)Mg+Cl2↑電解冰晶石的作用：降低Al2O3的熔點（2050℃→1200℃）

位于Zn之前的的K、Ca、Na、Mg、Al非?；顫?，在自然界中只以氧化物或鹽的形式存在，是否也可以用H2、CO、焦炭等來還原呢？如果不能，請說明原因，并指出應該用什么方法？

工業(yè)用電解鋁土礦（主要成分為氧化鋁）和氯化鎂的方法冶煉鋁和鎂，寫出反應的化學方程式。第十二頁，共二十三頁。

工業(yè)上電解法制鎂用MgCl2而不用MgO，電解法制鋁用Al2O3而不用AlCl3，為什么？（已知熔點:MgO為2852℃、MgCl2為718℃；Al2O3為2050℃、AlCl3為190℃）①MgO熔點高、耗能大②AlCl3共價化合物熔融不導電。第十三頁，共二十三頁。電解如：2NaCl(熔融)

2Na+Cl2↑

MgCl2(熔融)Mg+Cl2↑電解

2Al2O3(熔融)4Al+3O2↑

冰晶石電解KCaNaMgAlZnFeSnPb(H)CuHgAgPtAu(二)電解法①適用于金屬活動順序表中K～Al的活潑金屬。②電解其熔融鹽或氧化物。①“(熔融)”不能省略，是熔融態(tài)而不是水溶液。②必須是離子化合物，共價化合物熔融不導電。第十四頁，共二十三頁。(三)

法①適用于金屬活動順序表中

及其以后的

金屬。②加熱分解其氧化物。KCaNaMgAlZnFeSnPb(H)CuHgAgPtAu(四)物理方法：適用于以

態(tài)存在的金屬，如金和鉑?！疤越稹钡脑?金的密度比沙大，用水洗法可淘去泥土沙粒。馬達加斯加街頭淘金者【我能自學】位于Cu之后的不活潑金屬怎么冶煉，請同學們自學課本P88內容，并完成以下填空：HgAgHg不活潑2

2Hg+O2↑24Ag+O2↑

HgO

△

Ag2O

△熱分解游離第十五頁，共二十三頁。金屬鋁的回收與利用合理開發(fā)和利用金屬礦物資源主要途徑回收金屬的意義(1)提高金屬礦物的利用率(2)減少金屬的使用量(3)加強金屬資源的回收和再利用(4)使用其他材料代替金屬材料(1)節(jié)約礦物資源(2)節(jié)約能源(3)減少環(huán)境污染【查一查】閱讀課本P89最后一自然段，完成下表。三、合理開發(fā)和利用金屬礦物資源第十六頁，共二十三頁。請結合金屬活潑性順序總結金屬冶煉方法的一般規(guī)律：金屬的活動順序KCaNaMgAlZnFeSnPbCuHgAgPtAu金屬原子失電子能力金屬離子得電子能力主要冶煉方法強弱強弱電解法熱還原法熱分解法小結第十七頁，共二十三頁。1．冶煉金屬常用以下幾種方法：①以C、CO或H2作還原劑還原②利用鋁熱反應原理用Al還原③電解法④熱分解法下列金屬各采用哪種方法還原最佳（填序號）？（1）Fe、Zn、Cu等中等活潑的金屬（）（2）Na、Mg、Al等活潑金屬（）（3）Hg、Ag等不活潑金屬（）（4）V、Cr、Mn、W等高熔點金屬（）①③④②第十八頁，共二十三頁。2．鋁能冶煉某些熔點高、硬度大的金屬，是因為鋁（）A．具有導電性和導熱性B．具有還原性，且生成氧化鋁時放出大量熱C．在空氣中燃燒，發(fā)出耀眼的白光D．是一種金屬，且密度小，熔點較低B第十九頁，共二十三頁。3．下列氧化物不能跟鋁粉組成鋁熱劑的是（）

A．WO3B．MnO2C．MgOD．V2O5C第二十頁，共二十三頁。4．下列敘述正確的是（）