《高中化学人教必修二教师用书：第四章 第一节 第1课时 金属矿物的开发利用 Word含解析》由会员分享，可在线阅读，更多相关《高中化学人教必修二教师用书：第四章 第一节 第1课时 金属矿物的开发利用 Word含解析（21页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第一节开发利用金属矿物和海水资源第1课时金属矿物的开发利用1以金属矿物开发利用为例，认识化学方法在实现物质间转化中的作用，体会保护金属资源的重要性。2掌握金属冶炼的一般原理，了解适用于不同金属的冶炼方法。一、金属的冶炼1金属在自然界的存在形式2金属的冶炼原理金属冶炼就是将金属从其化合物中还原出来，其实质是金属化合物中的金属离子得到电子转变为金属单质。3金属的冶炼方法(用化学方程式表示)二、金属资源的合理开发利用1合理开发利用金属资源金属的冶炼需要消耗大量的资源和能源，还会造成环境污染，地球上的金属资源是有限的，是不可再生的，因此金属资源应合理地开发利用。2有效利用金属资源的途径(1)提高金属矿
2、物的利用率。(2)减少金属的使用量。(3)加强金属资源的回收和再利用。(4)使用其他材料代替金属材料。1下列有关金属的说法中，不正确的是()A青铜、不锈钢都是合金B铜在空气中会生成铜锈C多数合金的熔点高于组成它的成分金属的熔点D铝是活泼金属，但在空气中耐腐蚀解析：A项青铜中含有Sn，不锈钢中含有Cr、Ni，故二者为合金，正确；B项Cu在空气中会生成绿色的Cu2(OH)2CO3，正确；C项多数合金的熔点低于各组成的成分金属的熔点，错误；D项Al在空气中，表面会生成致密的Al2O3层，阻止内部的Al与O2接触，从而在空气中耐腐蚀，正确。答案：C2(2018雅安市期末)下列金属用热还原法冶炼的是()
3、A钠B银C铁D汞解析：钠通常用电解熔融的NaCl来制取，A错误；银、汞用热分解法制取，B、D错误；铁用热还原法冶炼，C正确。答案：C3判断正误(正确的打“”，错误的打“”)(1)根据金属在自然界中含量不同选择不同的冶炼方法。()(2)电解法冶炼铝时，用AlCl3作原料。()(3)利用铝热反应可冶炼金属铁。()(4)化合态的金属元素被还原时，一定得到相应的金属单质。()(5)金属银可用加热分解法冶炼。()答案：(1)(2)(3)(4)(5)金属冶炼方法与金属活动性顺序的关系活动性顺序K Ca Na Mg AlZn Fe Sn Pb CuHg AgPt Au单质还原性(原子失e)强弱阳离子氧化性(
4、离子得e)弱强金属冶炼方法电解熔融盐或氧化物热还原法热分解法富集法还原剂或特殊措施直流电提供电子H2、CO、C、Al等，加热加热物理方法1金属冶炼方法的选择依据是：金属在自然界中的存在形式和金属的活动性。2金属越活泼，越难被还原，制备成本越高；在金属活动顺序表中金属的位置越靠后，越容易被还原，制备成本越低。所以人类对金属使用的顺序是：铜、铁、铝、钛等。3电解法冶炼活泼金属时，不能电解其盐(碱)溶液，只能电解其熔融盐或氧化物(离子化合物)。例如，采用电解法冶炼铝的材料是Al2O3，冶炼镁的材料是MgCl2。4热还原法冶炼金属时选用C、CO、H2、Al等作还原剂的优缺点。优点缺点C资源丰富、价格低
5、廉、成本低炼得的金属中往往含有少量的碳，同时产生的碳的氧化物会污染环境CO用CO作还原剂冶炼金属时，CO通过下列反应生成；CO2CO2，CO2C2CO，所以用CO作还原剂炼得的金属中混有杂质碳，纯度不高H2炼得的金属纯度高工业成本高Al可以冶炼熔点高，难以冶炼的金属工业成本高下列说法中正确的是()A一种金属只能用一种方法冶炼B冶炼金属时，必须加入一种物质作为还原剂C金属由化合态变为游离态，可能被还原，也可能被氧化D金属的冶炼原理，主要是根据金属活动性的不同，选取不同的冶炼方法【解析】很多金属有多种冶炼方法，如铜有热还原法，湿法冶炼等，A项错误；冶炼金属不一定要加入还原剂，如热分解法冶炼Ag、H
6、g等，电解法冶炼钠、镁等，B项错误；金属由化合态变为游离态，都是由高价降低到0价，故一定被还原，C项错误；金属活动性不同，化合态金属元素得电子能力差异很大，选取的冶炼方法也不同，D项正确。【答案】D(2018佛山市第一中学期中)下列反应原理中，不符合工业冶炼金属实际情况的是()A2HgO2HgO2B4Al3MnO22Al2O33MnC2MgO2MgO2D4COFe3O43Fe4CO2解析：Hg活动性较弱，用热分解的方法冶炼，A正确；Mn是比较活泼的金属，用热还原的方法冶炼，B正确；Mg是活泼的金属，用电解的方法冶炼，C错误；Fe是比较活泼的金属，用热还原的方法冶炼，D正确。答案：C铝热反应实验
7、装置实验现象当外露部分镁条刚刚燃烧完时，纸漏斗内的混合物立即剧烈反应，发出耀眼的光芒，产生大量白烟。纸漏斗被烧破，有红热状态的液珠落入蒸发皿内的细沙上，液珠冷却后变为黑色固体原因分析镁条燃烧，放出大量的热；KClO3作为引燃剂在受热状态下发生分解，使氧化铁粉末和铝粉在较高温度下发生反应2AlFe2O32FeAl2O3，生成的铁在高温下呈熔化状态实验结论在高温条件下，铝与氧化铁发生置换反应，并放出大量的热注意事项镁条要打磨净表面的氧化膜，否则难以点燃；氧化铁粉末要干燥；氯酸钾的作用是提供氧气，使镁条充分燃烧，故氯酸钾应放在混合物上面；Fe2O3与Al的质量比应控制在31，且两者要混合均匀，以保证
8、二者均完全反应；要保证纸漏斗重叠时四周均为四层，且内层纸漏斗一定要用水润湿，以防止高温物质从四周溅出；蒸发皿中要放适量细沙，既要防止蒸发皿炸裂，又要防止熔融物溅出伤人；实验装置要与人有一定距离，防止人被烧伤1铝热反应的原理为：Al作还原剂，另一种氧化物作氧化剂，用铝将氧化物中的金属置换出来。注意另一种金属在金属活动顺序表中必须排在铝之后。2铝热反应的作用：冶炼难熔的相对不活泼的金属，如V、Cr、Mn等。焊接钢轨。某研究性学习小组对铝热反应实验展开研究，对“铝热反应”的现象有这样的描述：“反应放出大量的热，并发出耀眼的光芒”“纸漏斗的下部被烧穿，有熔融物落入沙中”。已知Al、Al2O3、Fe、F
9、e2O3的熔、沸点数据如下表：物质AlAl2O3FeFe2O3熔点/6602 0541 5351 565沸点/2 4672 9802 750请回答下列问题：(1)氧化铁与铝反应的化学方程式为_，该反应中氧化剂为_。(2)某同学推测，铝热反应所得到的熔融物可能是铁铝合金。理由是_。(3)设计一个简单的实验方案，证明上述所得的块状熔融物中含有金属铝。该实验用的试剂是_，反应的离子方程式是_。【解析】(1)氧化铁与铝发生铝热反应，该反应方程式为2AlFe2O32FeAl2O3，反应中Fe2O3中的铁元素化合价由3价降低到0价，Al元素化合价由0价升高到3价，该反应中Al作还原剂，Fe2O3作氧化剂。
10、(2)根据表中所列熔点数据可知，铝的熔点低于铁的熔点，故当铁熔化时，一些铝与铁熔合在一起形成铝铁合金。(3)要证明铁铝合金中有铝，根据Al、Fe的性质来分析，可选择NaOH溶液来验证Al的存在。【答案】(1)2AlFe2O32FeAl2O3Fe2O3(2)铝热反应放出大量的热，能使铁熔化，而铝的熔点比铁低，故熔融物可能是液态的铁铝熔合形成的合金(3)NaOH溶液2Al2H2O2OH=2AlO3H2现有下列金属：铁；镁；锰；钒；铬，其中可用铝热法制备的有()ABCD解析：可用铝热法制备的金属，在金属活动顺序表中应排在铝之后，故镁不可用铝热法制备。利用排除法可得答案C。答案：C1.下列金属在自然界
11、中以游离态存在的是()ANaBMgCAlDAu解析：活泼金属在自然界以化合态存在，极少数金属如Au、Pt以游离态形式存在。答案：D2下列说法错误的是()A不锈钢、硬铝都是合金B金属元素的单质在常温下均为固体C工业上用电解熔融MgCl2的方法制取金属镁D镁、铝都是活泼金属，一定条件下均可与某些氧化物发生反应解析：A项不锈钢中含有Fe、C、Ni、Cr，硬铝中含有Al、Mg，故两者均为合金，正确；B项常温下Hg为液体，错误；Mg为活泼金属，工业上用电解熔融MgCl2来制取镁，C项正确；D项铝在高温下可与Fe2O3等发生铝热反应，镁在点燃条件下可与CO2反应，正确。答案：B3我国古代的湿法冶金术是世界
12、闻名的。我国在世界上最先应用湿法冶金术冶炼出来的金属是()AFeBCuCAgDHg解析：根据我国西汉时的炼丹家刘安所著的淮南万毕术中记载：“曾青得铁，则化为铜”，该表述意思是说铜的可溶性盐遇到铁时，就有铜生成，实质就是铁与可溶性铜盐反应生成铜。这一发现要比西方国家早1 700多年。答案：B4(2018绵阳市南山中学期末)下列有关金属的工业制法中，正确的是()A以海水为原料制得精盐，再电解精盐的水溶液制取钠B用海水、石灰乳等为原料，经一系列过程制得氧化镁，用 H2还原氧化镁制得镁C以铁矿石、焦炭、空气、石灰石等为原料，通过反应产生的CO在高温下还原铁矿石制得铁D从铝土矿中获得氧化铝再制得氯化铝固
13、体，电解熔融的氯化铝得到铝解析：工业制钠是电解熔融NaCl而不是电解NaCl溶液，A错误；镁的还原性比氢气的还原性强，不能用氢气还原氧化镁制取镁，工业制镁是电解熔融氯化镁，B错误；工业上常用CO在高温下还原铁矿石炼铁：3COFe2O32Fe3CO2，制得铁，因为炼铁的矿石中含有一定量的二氧化硅，所以石灰石的作用是将二氧化硅等杂质转变为炉渣而除去，C正确；熔融状态下氯化铝不导电，所以从铝土矿中获得氧化铝再电解熔融的氧化铝来获取金属铝，D错误。答案：C5.铝热反应常用来焊接钢轨。右图为实验室进行铝热反应的装置，点燃镁条，反应过程中看到熔融物落入蒸发皿的沙子中。则下列有关说法中正确的是()A金属氧化
14、物与铝都能发生铝热反应B该装置所用的漏斗是玻璃漏斗C反应中观察到熔融物落入蒸发皿中，表明该反应是放热反应D加氯酸钾的目的是用氯酸钾来氧化铝粉解析：A项Al能与在金属活动顺序表中排在Al后面的金属氧化物发生铝热反应，错误；B项所用的漏斗为纸质的，错误；C项正确；D项KClO3可提供O2，为引燃剂，使Mg充分燃烧，提供Al与Fe2O3反应的条件，错误。答案：C1热还原法冶炼金属的反应一定是()A氧化还原反应B置换反应C复分解反应D分解反应解析：热还原法冶炼金属的反应一定不是复分解反应，也一定不是分解反应，不一定是置换反应，如3COFe2O32Fe3CO2，热还原法冶炼金属，金属元素由化合态转化为游离态，一定是氧化还原反应，故选A项。答案：A2(2018平顶山市期末)下列说法中正确的是()A电解NaCl溶液、熔融态的氯化镁可制得相应的金属单质B工业上可用含Cu2S的矿石和氧化剂O2反应冶炼CuC铝热反应可用于冶炼高熔点金属，如K、Ca、Cr、Mn等
