高中化学人教版（2019）必修二 第八章第一节自然资源的开发利用第一课时学案（含答案）

第八章第一节自然资源的开发利用
第一课时学案
【学习目标】
1．通过金属冶炼原理的学习和冶炼方法的归纳，理解氧化还原反应在金属矿物开发中的应用，构建金属冶炼的思维模型。
2．以金属矿物的开发利用为例，了解依据物质的性质及其变化综合利用资源的方法，体会化学对促进人与自然和谐相处的意义。
【目标一】金属的冶炼
1．金属在自然界中的存在形式
⑴ 金、铂等极少数不活泼金属以_________形式存在。
⑵ 绝大多数金属以_________形式存在。在金属化合物中，金属元素都显_________。
2．金属的冶炼
⑴ 定义：将金属矿物中的金属从其化合物中还原出来用于生产和制造各种金属材料的过程。
⑵ 实质：将金属从其化合物中还原出来，使之转变为单质的过程。即：Mn＋＋ne－== M。
⑶ 步骤：矿石富集（除去杂质、提高矿石中有用成分的含量）→金属冶炼（得到粗金属）
→金属精炼（提炼纯金属）
2．金属冶炼原理
⑴ 根据金属活泼性的不同，金属冶炼的方法也各不相同，如下表所示：
金属活动性顺序 K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb (H) Cu Hg Ag Pt Au
金属原子失电子能力 从左往右依次_________
金属离子得电子能力 从左往右依次_________
主要冶炼方法
还原剂或特殊措施
⑵ 常见金属的冶炼原理
冶炼方法 金属 冶炼原理
电解法 Na ____________________________
Mg MgCl2(熔融)Mg＋Cl2↑
Al ____________________________
热还原法 Fe ____________________________（高炉炼铁）
Al ____________________________（铝热法炼铁）
热分解法 Hg 2HgO2Hg＋O2↑
Ag 2Ag2O4Ag＋O2↑
其他方法 湿法炼铜 Fe＋CuSO4===FeSO4＋Cu
【思考1】为什么工业上冶炼Mg是电解MgCl2而不是MgO？
【思考2】为什么工业上冶炼Al是电解Al2O3而不是AlCl3？加入冰晶石的目的是？
。
3．金属冶炼的重要反应——铝热反应
实验原理 (
引燃剂
：
镁条
助燃剂
：
氯酸钾
铝热剂
：
由铝粉和金属氧化物粉末组成的
混合物
。
)Al作还原剂，另一种氧化物作氧化剂，将氧化物(如Fe3O4、Cr2O3、V2O5等)中的金属置换出来
实验装置
实验现象 ①镁条剧烈燃烧，发出耀眼的白光；②使氧化铁粉末和铝粉在较高温度下发生剧烈的反应；③放出大量的热；④纸漏斗的下部被烧穿，有熔融物落入沙中
实验结论 在高温下，铝与Fe2O3发生反应，放出大量的热，化学方程式为： 2Al＋Fe2O3Al2O3＋2Fe
原理应用 ①制取熔点较高、活泼性弱于Al的金属Cr、Mn、V等；②金属焊接，如野外焊接钢轨等
【实验注意事项】
⑴ 镁带要打磨净表面的氧化膜，否则难以点燃；
⑵ 氧化铁粉末要干燥，铝粉要没有被氧化，否则难以反应；
⑶ 蒸发皿中的细沙要适量，既要防止蒸发皿炸裂，又要防止熔融的液体溅出伤人。
其他铝热反应：3MnO2+4Al 3Mn+ 2Al2O3
Cr2O3+2Al 2Cr + Al2O3
【目标二】有效利用金属资源的途径
⑴ 提高金属矿物的_________；
⑵ 防止金属的_________；
⑶ 加强金属资源的_________；
⑷ 使用_________代替金属材料。
⑸ 加强废旧金属的回收和再利用。
【导练1】从石器、青铜器到铁器时代，金属的冶炼体现了人类文明的发展水平。下图表示几种金属被人类大规模开发利用的大致年限之所以有先后，主要取决于（ ）
A．金属的导电性强弱 B．金属在地壳中的含量多少
C．金属的化合价高低 D．金属的活动性强弱
【导练2】从本质上讲，工业上冶炼金属的反应一定都属于（ ）
A．氧化还原反应 B．置换反应
C．分解反应 D．复分解反应
【导练3】下列有关金属冶炼的说法中，不正确的是（ ）
A．金属冶炼的实质是金属阳离子被还原成单质
B．用碳粉或铝粉还原铁矿石可以获取金属Fe
C．通过电解NaCl溶液的方法可以获取金属Na
D．冶炼铜的常用方法有火法炼铜和湿法炼铜
(
1
)