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1、1 新情境 激趣引航 现在我们家庭中大多都是不锈钢或陶瓷餐具，铝制餐具已逐渐退出，但在铝刚被提炼出来的 19 世纪，拿破仑大宴宾客及大臣时，其他人用银做的餐具而他自己却用铝做的餐具。 1889 年，俄国著名的化学家门捷列夫到英国伦敦访问和讲学，英国科学家为表彰他在化学上的杰出贡献，尤其是在发现元素周期律和建立元素周期表上的贡献，赠给他一件贵重的奖品，就是用金和铝制成的一架天平。为什么在地壳中含量比铁还多的金属铝，在 19 世纪比金还贵重呢？ “ 百炼成钢 ” 讲述了古代人们冶炼钢铁的秘密，现在人们又是如何冶炼各种金属的呢？ 2 新知识 预习探索 学习目标 1 了解金属在自然界中的存在形式。 2
2、 掌握金属的冶炼方法。 3 掌握铝热反应原理及实验步骤。 4 了解金属回收和资源保护的意义。 5 认识和体会化学在自然资源开发和利用中的意义和作用。 新知预习 1 金属在自然界中存在的形态 除了 金 、 铂 等极少数金属以外，绝大多数金属以 化合物 的形式存在于大自然中。 2 金属的冶炼方法 将金属从其 金属化合物 中 还原 出来用于生产和制造各种金属材料，这一过程在工业上称为 金属的冶炼 。 ( 1) 热分解法 适用于 不活泼 金属的冶炼 加热分解 H g O ： 2H g O = = = = =2H g 加热分解 2A = = = =4A g ( 2) 电解法 适用于 非常活泼 金属的冶炼
3、。 冶炼金属钠： 2N aC l ( 熔融 ) = = = = =电解2N a 冶炼金属镁： 熔融 ) = = = = =电解 冶炼金属铝： 2A 熔融 ) = = = = =电解冰晶石4A l 3 ( 3) 高温还原法 适用于大多数中等活泼的金属的冶炼，常用的还原剂有 焦炭、一氧化碳、氢气 等。 高炉炼铁： 3C O = = = = =高温2 3C 铝热反应炼铁： 2A l = = = = =高温2 用氢气还原氧化铜： C u O = = = = 3 有效利用金属资源的途径 ( 1) 提高金属矿物的 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、 4) 使用 其他材料 代替金属材料。 问题探索 1 有关金属的冶炼原理下列说法正确的是 ( ) A 肯定发生的是置换反应 B 肯定发生的是分解反应 C 肯定 发生的是氧化还原反应 D 只能用金属作还原剂冶炼金属 【答案】 C 2 ( 20 15 武汉高一检测 ) 不同的金属，其冶炼方法也可能不同，主要原因是 ( ) A 金属的活动性不同 B 金属在自然界中的分布不同 C 金属在自然界中的存在形式不同 D 金属在自然界中的含量不同 【答案】 A 3 金属材料在日常生活、生产中有着广泛的应用，下列关于金属的说法不正确的是 ( ) A 越活泼的金属越难冶炼 B 合金的性质与其成分金属的性质不完全相
5、同 C 金属冶炼的本质是金属阳离子得到电子变成金属原子 D 工业上金属 是用电解其熔融的氯化物制得的 【答案】 D 4 ( 20 15 试题调研 ) 下列说法中，不正确的是 ( ) A . 金属的冶炼原理，就是利用氧化还原反应原理，在一定条件下将金属从其化合物中还原出来 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，都是被还原 D 金属单质被发现和利用得越早，其活泼性一般越弱 【解析】 金属的冶炼是将金属从其化合物中还原为金属单质的过程， A 项正确；利用氧化还原反应冶炼金属的时候，有些金属化合物自身既作氧化剂又作还原剂，不需要另加还原剂，如氧化汞制汞，B 项错误；
6、金属在化合态中一定显正价，当变成游离态后，化合价变为 0 ，即被还原， C 项正确；金属被发现和利用得越早，说明该金属在自然界越有可能存在游离态，人们容易获得并利用它，这些金属的活泼性一般是较弱的， D 项正确。 【答案】 B 5 下列各组物质中，均能使 ) A C C C 、 析】 还原性强的物质 ( 如 C 、 H 、 ) 在一定条件下都能把铁从其氧化物中还原出来。 【答案】 D 6 判断下列说法的正误： ( 1) 黄金的冶炼需要热分解法。 ( ) ( 2) 金属阳离子被还原，一定得到金属单质。 ( ) ( 3) 金属冶炼的实质是把金属从化合态还原为游离态。 ( ) ( 4) 热还原法治炼
7、金属发生的都是置换反应。 ( ) ( 5) 铁与稀盐酸反应生成氢气，所以铁的还原性大于氢气，故不能用氢气作还原剂冶炼金属铁。 ( ) 【答案】 (1 ) (2 ) (3) (4) ( 5 ) 3 新课堂 互动探究 知识点一 常见金属的冶炼原理 细解教材 1 自然资源与可持续发展 ( 1) 自然资源：指在一定时间、地点的条件下能够产生经济价值的，以提高人类当前和将来福利的自然环境因素和条件的总称。 ( 2) 可持续发展： 目标： 满足人类的需要； 强调人类的行为受到自然界的制约； 强调人与人之间、人类与其他生物种群之间、不同国家和地区之间的公平。 内容： 经济可持续发展； 社会可持续发展； 资源
8、可持续发展； 环境可持续发展； 全球可持续发展。 2 金属元素在自然界 中的存在 除了金、铂等极少数不活泼金属外，绝大多数金属都是以化合态的形式存在于自然界中。地壳中含量最高的金属是 其次是 铝主要存在于铝土矿 ( 主要成分是 中，铁主要存在于铁矿石 ( 磁铁矿 铁矿 铁矿 3等 ) 中，铜主要存在于铜矿石 黄铜矿 C 雀石 O H )2 中，钠主要存在于海水和矿盐中，镁主要分布在海水里。 3 金属的冶炼 ( 1) 原理：利用氧化还原反应的原理，使金属矿物中的金属阳离子得到电子生成金属单质的过程。 n e M ( 2) 大多数金属矿石里含有杂质，其冶炼过程一般可分为三个步骤： 矿物的富集：除去
9、杂质，提高矿物中有用成分的含量。 冶炼：利用氧化还原反应的原理，在一定条件下，使金属阳离子得到电子被还原成金属单质。 精炼：采用一定的方法提炼出纯金属。 ( 3) 金属的冶炼方法与冶炼原理 利用金属活动性的不同，可以采用不同的冶炼方法。 常见各种热还原法的优缺点： 优点 缺 点 金属纯度高 工业成本高 C 还原法 工业成本低 金属纯度低，产生 污染性气体 铝热法 可以冶炼高熔点、 难以冶炼的金属 工业成本较高 特别提醒 a 金属元素由化合态变为游离态，一定是被还原了。 b 不能用电解熔融 A l C 为 A l C 化铝的熔点很高，冰晶石的作用是降低熔点。 c 种金属被人类开发利用的大致年限
10、( 活 泼性弱的金属被发现和应用得早 ) ： 4 金属冶炼方法的选择与金属活动性的关系 特别提醒 用电解法冶炼活泼金属时，电解的是熔融的金属化合物，而不是金属化合物的水溶液。因为在其水溶液中，电解时阴极放电的是 H，而不是金属阳离子，故得不到金属单质。 5 金属的回收与资源保护 ( 1) 金属回收的意义： 节约矿物资源； 节约能源； 减少环境污染。 ( 2) 有效地利用金属资源的主要途径有： 提高金属矿物的利用率； 减少金属的使用量； 加强金属资源的回收和再利用； 使用其他材料代替金属材料。 典例精析 例 1 ( 2 015 启东高一检则 ) 冶炼金属常用以下几种方法： a 以 C 、 b 利
11、用铝热反应原理； c 电解法； d 热分解法。 ( 1) 下列金属各采用哪种方法还原最佳， 中等活泼金属 _ _ ； 活泼或较活泼金属 _ _ ； 不活泼金属 _ _ ； V 、 W 等高 熔点金属 _ _ 。 a c d b ( 2) 工业上生产钾却不能用电解熔融 K C l 的方法制得，因金属钾易溶于熔融态的 K C l 中而有危险，难获得钾，且降低电流效率。现生产钾是用金属钠和熔化的 K C l 反应制取。有关数据如下表： 熔点 / 沸点 / 密度 / ( g 3) 883 K 774 N 801 1413 K C l 770 1500 工业上生产金属钾的化学方程式和条件是： K C l
12、 a K 工业上制金属钾主要运用到上表所列的哪些物理常数？_ ，其选择范围是 _ 。 工业制金属钾主要应用什么原理使反应变为现实？答：_ _ _ _ _ 。 熔点和沸点 801 8 8 2 . 9 化学平衡移动原理 【解析】 选择的方法应以节约原料和降低成本为标准，同时有较高的产率，并易分离。根据每种金属的特点，应选择最佳方案，其中 ( 2) 要进行反应 K C l = =N aC l K ，最佳选择是使 K 作为气体逸出，而其他物质仍然保留在体系中，这样，根据化学平衡，反应可不断正向进行。根据表中数据可知，在 801 之间时， K C l、N 为液态，而钾为气态。 跟踪练习 1 ( 20 15 山东潍坊市高一检测 ) 治炼金属一般有下列四种方法： 焦炭法， 水煤气 ( 或 O ) 法， 活泼金属置换法， 电解法。四种方法在工业上均有应用。古代有 ( ) 火烧孔雀石法炼铜， ( ) 湿法炼铜，现代有 ( ) 铝热法炼铬， ( ) 从光卤石 ( K C l 6中炼镁，对它们的冶炼方法分析不正确的是 ( ) A ( ) 用 B ( ) 用 C ( ) 用 D ( ) 用 【解析】 ( )( )( )( ) 发生的反应分别是： ( ) C O H )2= = = =2C 2C C = = = = =高温2C u ，符合 ； ( ) F e C =F
