9.1 金属的冶炼方法 课件（20张PPT）
文档属性
| 名称 | 9.1 金属的冶炼方法 课件（20张PPT） |  | |
| 格式 | pptx | ||
| 文件大小 | 5.4MB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 苏教版（2019） | ||
| 科目 | 化学 | ||
| 更新时间 | 2022-04-18 00:57:51 | ||
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文档简介
(共20张PPT)
第一单元 金属的冶炼方法
专题9 金属与人类文明
学习目标
1.能从物质性质与反应条件角度解释不同金属冶炼方法的差异。
2.认识我国古代文明与金属冶炼的关系。
3.感受物质制备中丰富的化学思想。
从青铜器时代开始，人类就开始使用金属制作各种各样的工具。随着金属冶炼的方法越来越先进，人们能够制备的金属种类也越来越多，金属在生产、生活中的应用也越来越广泛。
新课导入
阅读教材94~98页内容，思考下列问题：
1．金属有哪些良好性能？
2．自然界中金属元素以哪些形式存在？
3．怎样从自然界中冶炼金属，有哪些冶炼方法？
4．金属冶炼的原理和实质是什么？
新知梳理
一、金属的存在形式与性能
1．金属的存在
（1）游离态
少量的金属元素以游离态形式存在于地壳中
自然银
自然金
新知梳理
金属元素除存在于地壳中，还有一些金属以离子或矿石的形式分布于海洋中，如钠、镁、锰等。
（2）化合态
地壳中的大部分金属元素都是以化合态形式存在的。
铝土矿
赤铁矿
磁铁矿
黄铁矿
2．金属的性能
金属材料既有良好的可塑性，坚固耐用，而且还有导电、导热等诸多优良性能。
新知梳理
二、常见金属大规模开发利用的大致年限
思考：根据以上金属的活动性和人类开发利用这些金属时间的数据，你发现了什么规律？
1．金属的存在形式与其活动性有关。一般而言，活动性较强的金属，在自然界以各种各样的化合态存在；活动性较弱的金属，有可能以游离态形式存在。有的金属元素的存在形式既有游离态又有化合态。
2．金属利用时间与金属活动性的关系：金属活动性越强，人类开发、利用该金属的时间就越晚；金属活动性越弱，人类开发、利用该金属的时间就越早。
新知梳理
三、金属的冶炼
1．定义：
利用化学反应使金属元素从化合态变为游离态的过程。
2．原理：
利用氧化还原反应的原理，在一定条件下把金属化合物还原为金属单质。
3．实质：
4．冶炼方法：
金属离子 金属单质，即Mn＋＋ne－===M。
热分解法、热还原法、电解法、湿法、火法等。
新知梳理
（1）热分解法
适合一些不活泼金属的冶炼，通过加热其氧化物使其分解生成金属单质和氧气。
①冶炼银
②冶炼汞
2Ag2O === 4Ag + O2 ↑
△
2HgO === 2Hg + O2 ↑
△
新知梳理
（2）高温还原法
有C、CO、H2和活泼金属等。
①定义：
在高温下借助还原剂的冶炼方法。
②原理：
金属化合物与还原剂在高温下的反应，把金属元素从化合态还原为游离态。利用此方法可以制备大部分金属（如Fe、Zn等）。
③常用的还原剂:
新知梳理
高炉炼铁
原料：铁矿石、焦炭和石灰石
设备：高炉，又被称为高炉炼铁。
基本过程：从高炉下方通入热空气，原料从高炉上方的传送带送入炉中，焦炭先与热空气中的氧气反应生成二氧化碳，并放出大量的热；二氧化碳再与灼热的焦炭反应，生成一氧化碳；一氧化碳在高温下将氧化铁还原为液态的金属铁，并从高炉中分离出来。
C + O2 === CO2
高温
C + CO2 === 2CO
高温
3CO + Fe2O3 ====2Fe + 3CO2
高温
石灰石作用：除去铁矿石中的脉石(二氧化硅)
新知梳理
铝热反应
观察思考：
将两张圆形滤纸分别折叠成漏斗状，在其中一个纸漏斗的底部剪一个小孔，用水湿润，再与另一个纸漏斗套在一起，有孔纸漏斗置于内层（使纸漏斗每边都有4层），架在铁架台的铁圈上，其下方放置盛有细沙的蒸发皿或铁盘。
将5g干燥的氧化铁粉末和2g铝粉均匀混合后放入纸漏斗中，在混合物的上面加适量氯酸钾，再在混合物中间插一根镁条。点燃镁条，观察并记录实验现象。
1．工业化用于焊接钢轨；
2．利用铝热反应冶炼某些熔点较高的金属，如钒、铬、锰等
新知梳理
（1）现象：
剧烈反应，放出大量热，生成液态铁。
（2）原理：
铝和氧化铁的混合物称为“铝热剂”
（3）铝热剂：
铝粉与某些难熔的金属氧化物，以一定比例形成的混合物
新知梳理
（3）电解法
较活泼的金属（钠、镁、铝等），一般的还原剂很难将它们从化合物中还原出来，常采用电解熔融化合物的方法来制备这些金属。
2Al(OH)3 == Al2O3 + 3H2O
高温
电解
2Al2O3 == 4Al + 3O2↑
冰晶石
新知梳理
从矿石中提取金属元素需要经历非常复杂的变化过程，最关键的是根据目标产物选择合适的化学反应，以实现物质的转化。冶炼得到的金属有时仍含有较多杂质，需要经过进一步的精炼提纯，以满足实际使用。在金属冶炼过程中，必须坚持绿色环保、循环利用、节约成本等原则。
四、金属冶炼的一般步骤
富集
冶炼
精炼
除去杂质，提高矿石中有用成分的含量
利用氧化还原反应原理，在一定条件下，用还原剂把矿石中的金属离子还原为金属单质
采用一定的方法，提纯金属
新知梳理
课堂小结
湿法炼铜：CuSO4 + Fe===Cu + FeSO4
1.冶炼金属常用以下几种方法：①以C、CO或H2作还原剂还原 ②利用比较活泼金属Na、Mg等还原 ③利用铝热反应原理还原 ④电解法 ⑤热分解法
下列金属各采用哪种方法还原最佳。
(1)Fe、Zn、Cu等中等活泼金属____。
(2)Na、Mg、Al等活泼或较活金属____。
(3)Hg、Ag等不活泼金属____。
(4)V、Cr、Mn、W等高熔点金属____。
(5)K、Rb、Cs、Ti等金属通常还原方法是____。
①
④
⑤
③
②
当堂过关
2.氧化还原反应广泛应用于金属的冶炼。下列说法不正确的是( )
A.冶炼铁的主要原料有铁矿石、焦炭、空气、石灰石等,其中石灰石的作用是除去铁矿石中的脉石(二氧化硅)
B.湿法炼铜与火法炼铜的反应中,铜元素都发生还原反应
C.Mg可由电解熔融MgO制取,Na也可由电解熔融NaCl制取
D.铝热法还原铁的反应中,放出的热量能使铁熔化
C
当堂过关
3.下列说法正确的是( )
A．金属冶炼的实质是金属阳离子得到电子变成金属原子
B．可用电解氯化钠溶液的方法来冶炼金属钠
C．可用焦炭或一氧化碳还原氧化铝的方法来冶炼铝
D．越活泼的金属越容易冶炼
A
当堂过关
本节内容结束
第一单元 金属的冶炼方法
专题9 金属与人类文明
学习目标
1.能从物质性质与反应条件角度解释不同金属冶炼方法的差异。
2.认识我国古代文明与金属冶炼的关系。
3.感受物质制备中丰富的化学思想。
从青铜器时代开始，人类就开始使用金属制作各种各样的工具。随着金属冶炼的方法越来越先进，人们能够制备的金属种类也越来越多，金属在生产、生活中的应用也越来越广泛。
新课导入
阅读教材94~98页内容，思考下列问题：
1．金属有哪些良好性能？
2．自然界中金属元素以哪些形式存在？
3．怎样从自然界中冶炼金属，有哪些冶炼方法？
4．金属冶炼的原理和实质是什么？
新知梳理
一、金属的存在形式与性能
1．金属的存在
（1）游离态
少量的金属元素以游离态形式存在于地壳中
自然银
自然金
新知梳理
金属元素除存在于地壳中，还有一些金属以离子或矿石的形式分布于海洋中，如钠、镁、锰等。
（2）化合态
地壳中的大部分金属元素都是以化合态形式存在的。
铝土矿
赤铁矿
磁铁矿
黄铁矿
2．金属的性能
金属材料既有良好的可塑性，坚固耐用，而且还有导电、导热等诸多优良性能。
新知梳理
二、常见金属大规模开发利用的大致年限
思考：根据以上金属的活动性和人类开发利用这些金属时间的数据，你发现了什么规律？
1．金属的存在形式与其活动性有关。一般而言，活动性较强的金属，在自然界以各种各样的化合态存在；活动性较弱的金属，有可能以游离态形式存在。有的金属元素的存在形式既有游离态又有化合态。
2．金属利用时间与金属活动性的关系：金属活动性越强，人类开发、利用该金属的时间就越晚；金属活动性越弱，人类开发、利用该金属的时间就越早。
新知梳理
三、金属的冶炼
1．定义：
利用化学反应使金属元素从化合态变为游离态的过程。
2．原理：
利用氧化还原反应的原理，在一定条件下把金属化合物还原为金属单质。
3．实质：
4．冶炼方法：
金属离子 金属单质，即Mn＋＋ne－===M。
热分解法、热还原法、电解法、湿法、火法等。
新知梳理
（1）热分解法
适合一些不活泼金属的冶炼，通过加热其氧化物使其分解生成金属单质和氧气。
①冶炼银
②冶炼汞
2Ag2O === 4Ag + O2 ↑
△
2HgO === 2Hg + O2 ↑
△
新知梳理
（2）高温还原法
有C、CO、H2和活泼金属等。
①定义：
在高温下借助还原剂的冶炼方法。
②原理：
金属化合物与还原剂在高温下的反应，把金属元素从化合态还原为游离态。利用此方法可以制备大部分金属（如Fe、Zn等）。
③常用的还原剂:
新知梳理
高炉炼铁
原料：铁矿石、焦炭和石灰石
设备：高炉，又被称为高炉炼铁。
基本过程：从高炉下方通入热空气，原料从高炉上方的传送带送入炉中，焦炭先与热空气中的氧气反应生成二氧化碳，并放出大量的热；二氧化碳再与灼热的焦炭反应，生成一氧化碳；一氧化碳在高温下将氧化铁还原为液态的金属铁，并从高炉中分离出来。
C + O2 === CO2
高温
C + CO2 === 2CO
高温
3CO + Fe2O3 ====2Fe + 3CO2
高温
石灰石作用：除去铁矿石中的脉石(二氧化硅)
新知梳理
铝热反应
观察思考：
将两张圆形滤纸分别折叠成漏斗状，在其中一个纸漏斗的底部剪一个小孔，用水湿润，再与另一个纸漏斗套在一起，有孔纸漏斗置于内层（使纸漏斗每边都有4层），架在铁架台的铁圈上，其下方放置盛有细沙的蒸发皿或铁盘。
将5g干燥的氧化铁粉末和2g铝粉均匀混合后放入纸漏斗中，在混合物的上面加适量氯酸钾，再在混合物中间插一根镁条。点燃镁条，观察并记录实验现象。
1．工业化用于焊接钢轨；
2．利用铝热反应冶炼某些熔点较高的金属，如钒、铬、锰等
新知梳理
（1）现象：
剧烈反应，放出大量热，生成液态铁。
（2）原理：
铝和氧化铁的混合物称为“铝热剂”
（3）铝热剂：
铝粉与某些难熔的金属氧化物，以一定比例形成的混合物
新知梳理
（3）电解法
较活泼的金属（钠、镁、铝等），一般的还原剂很难将它们从化合物中还原出来，常采用电解熔融化合物的方法来制备这些金属。
2Al(OH)3 == Al2O3 + 3H2O
高温
电解
2Al2O3 == 4Al + 3O2↑
冰晶石
新知梳理
从矿石中提取金属元素需要经历非常复杂的变化过程，最关键的是根据目标产物选择合适的化学反应，以实现物质的转化。冶炼得到的金属有时仍含有较多杂质，需要经过进一步的精炼提纯，以满足实际使用。在金属冶炼过程中，必须坚持绿色环保、循环利用、节约成本等原则。
四、金属冶炼的一般步骤
富集
冶炼
精炼
除去杂质，提高矿石中有用成分的含量
利用氧化还原反应原理，在一定条件下，用还原剂把矿石中的金属离子还原为金属单质
采用一定的方法，提纯金属
新知梳理
课堂小结
湿法炼铜：CuSO4 + Fe===Cu + FeSO4
1.冶炼金属常用以下几种方法：①以C、CO或H2作还原剂还原 ②利用比较活泼金属Na、Mg等还原 ③利用铝热反应原理还原 ④电解法 ⑤热分解法
下列金属各采用哪种方法还原最佳。
(1)Fe、Zn、Cu等中等活泼金属____。
(2)Na、Mg、Al等活泼或较活金属____。
(3)Hg、Ag等不活泼金属____。
(4)V、Cr、Mn、W等高熔点金属____。
(5)K、Rb、Cs、Ti等金属通常还原方法是____。
①
④
⑤
③
②
当堂过关
2.氧化还原反应广泛应用于金属的冶炼。下列说法不正确的是( )
A.冶炼铁的主要原料有铁矿石、焦炭、空气、石灰石等,其中石灰石的作用是除去铁矿石中的脉石(二氧化硅)
B.湿法炼铜与火法炼铜的反应中,铜元素都发生还原反应
C.Mg可由电解熔融MgO制取,Na也可由电解熔融NaCl制取
D.铝热法还原铁的反应中,放出的热量能使铁熔化
C
当堂过关
3.下列说法正确的是( )
A．金属冶炼的实质是金属阳离子得到电子变成金属原子
B．可用电解氯化钠溶液的方法来冶炼金属钠
C．可用焦炭或一氧化碳还原氧化铝的方法来冶炼铝
D．越活泼的金属越容易冶炼
A
当堂过关
本节内容结束