《金屬礦物的開(kāi)發(fā)利用》知識(shí)點(diǎn)歸納及典例解析

1課時(shí)金屬礦物的開(kāi)發(fā)利用[目標(biāo)導(dǎo)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(yàn)步驟。3.了解金屬回收和資源保護(hù)的意義。4.生疏和體會(huì)化學(xué)在自然資源開(kāi)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(jià)。金屬冶煉的原理金屬的冶煉是利用氧化復(fù)原反響得到電子被復(fù)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(dòng)性挨次表中Hg及其以后的金屬。2HgO==△===2Hg＋O↑；2AgO==△===4Ag＋O↑。2 2 2熱復(fù)原法：適用于金屬活動(dòng)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(dòng)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(diǎn)比MgCl2

的高，冶煉鋁是電解AlO而不是AlCl的緣由是AlCl

是共價(jià)化合物，熔融狀態(tài)不導(dǎo)電。議一議2 3 3 3議一議推斷正誤，正確的打“√”，錯(cuò)誤的打“×”(1)黃金的冶煉可用熱分解法( )金屬陽(yáng)離子被復(fù)原，肯定會(huì)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(kāi)發(fā)利用合理開(kāi)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(huì)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(yīng)合理地開(kāi)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(qiáng)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(qǐng)你列舉身邊常見(jiàn)的金屬制品的成分，并爭(zhēng)論它們被人類(lèi)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(kāi)頭廣泛使用；鎂合金、鋰電池：現(xiàn)代才開(kāi)頭使用。1以下金屬冶煉原理錯(cuò)誤的選項(xiàng)是1以下金屬冶煉原理錯(cuò)誤的選項(xiàng)是()A2NaCl2NaCl↑2O2 2C．FeO3

＋4CO3F＋4CO4 22解析NaMg通常用電解法制取，F(xiàn)e用復(fù)原劑法制取，Hg可用加熱其化合物的方法制取。Mg的活動(dòng)性比H強(qiáng)，H不能置換出Mg，B項(xiàng)錯(cuò)。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(shí)質(zhì)是使金屬化合物中的金屬陽(yáng)離子得到電子被復(fù)原為金屬單質(zhì)的過(guò)程，即：Mn＋＋ne－===M。金屬活動(dòng)性挨次與金屬冶煉方法的關(guān)系金屬的活動(dòng)性挨次金屬的活動(dòng)性挨次K、Ca、Na、Mg、AlCuHg、AgPt、Au金屬原子失電子力量強(qiáng)→弱金屬離子得電子力量弱→強(qiáng)主要冶煉方法電解法熱復(fù)原法熱分解法物理方法常用的熱復(fù)原法變式訓(xùn)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(yīng)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(duì)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(dòng)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(yàn)裝置，請(qǐng)答復(fù)以下問(wèn)題：該試驗(yàn)裝置中還缺 。引發(fā)鋁熱反響的操作為 。假設(shè)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(shí)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(diǎn)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(diǎn)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(xué)反響。原理：Al作復(fù)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(lái)。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(diǎn)：①在高溫下進(jìn)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(yīng)用：冶煉難熔的相對(duì)較不活潑的金屬，如V、Cr、Mn等；焊接鋼軌等。鋁熱反響試驗(yàn)試驗(yàn)操作試驗(yàn)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(yàn)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(yàn)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(xùn)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(gè)孔，用水潤(rùn)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(diǎn)燃鎂條。觀看發(fā)生的現(xiàn)象。通過(guò)以上試驗(yàn)信息，答復(fù)以下問(wèn)題。寫(xiě)出該反響的化學(xué)方程式： ；在該反響中， (填化學(xué)式，下同)是氧化劑， 是復(fù)原劑，該反響稱(chēng)為 反響。選出該試驗(yàn)的試驗(yàn)現(xiàn)象： (填寫(xiě)在橫線上)。④有紅熱狀態(tài)的液珠落入蒸發(fā)皿內(nèi)的細(xì)沙上，液珠冷卻后變?yōu)楹谏腆w。寫(xiě)出以下操作或物質(zhì)的作用：內(nèi)層紙漏斗底部剪一個(gè)孔： ；蒸發(fā)皿盛沙： ；鎂條： ；氯酸鉀： 。如何用簡(jiǎn)潔的方法證明生成物中有金屬鐵？答案(1)2Al＋FeO=====2Fe＋AlO FeO