【高中化学】高中化学(人教版)必修2同步教师用书：第4章-第1节-课时1-金属矿物的开发利用.doc

第一节　开发利用金属矿物和海水资源课时1　金属矿物的开发利用1.了解金属在自然界中的存在形式2.掌握金属的冶炼方法重点)3.掌握铝热反应原理及实验重点)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开发利用金属矿物[基础初探]教材整理　金属矿物的开发利用和金属资源的合理开发1．金属在自然界中的存在形态2．金属的冶炼(1)冶炼的原理①原理：将金属从其化合物中还原出来②实质：根据氧化还原反应，使金属矿物中的金属阳离子得到电子生成金属单质：Mn＋＋ne－===M2)冶炼方法①热分解法适用于不活泼金属的冶炼请写出下列反应的化学方程式a．加热分解HgO：2HgO2Hg＋O2↑b．加热分解Ag2O：2Ag2O4Ag＋O2↑②电解法适用于非常活泼金属的冶炼请写出下列反应的化学方程式a．冶炼金属钠，电解熔融NaCl：2NaCl(熔融)2Na＋Cl2↑b．冶炼金属镁，电解熔融MgCl2：MgCl2(熔融)Mg＋Cl2↑c．冶炼金属铝，电解熔融Al2O3：2Al2O3(熔融)4Al＋3O2↑③热还原法适用于大多数中等活泼金属的冶炼，常用的还原剂有C、H2、CO、Al等。

请写出下列冶炼金属反应的化学方程式a．高炉炼铁：Fe2O3＋3CO2Fe＋3CO2b．铝热反应炼铁：Fe2O3＋2Al2Fe＋Al2O3c．用氢气还原氧化铜：CuO＋H2Cu＋H2O④其他方法a．火法炼铜：Cu2S＋O22Cu＋SO2b．湿法炼铜：Fe＋CuSO4===FeSO4＋Cu3．金属资源的合理开发利用(1)合理开发利用金属资源的意义金属矿物资源是不可再生资源且贮量有限，冶炼过程中会消耗大量能量，也易造成环境污染故应合理开发利用金属资源2)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使用其他材料代替金属材料等特别提醒】　金属活动性顺序与金属冶炼方法的关系金属活动性顺序K Ca Na Mg AlZn Fe Sn Pb(H) CuHg AgPt Au金属原子失电子能力强→弱金属离子得电子能力弱→强主要冶炼方法电解法热还原法热分解法物理方法[探究升华][思考探究]探究　铝热反应的实验问题铝热反应实验装置如下：问题思考：(1)装置中镁带、KClO3的作用是什么？【提示】　镁带：引燃剂；KClO3：助燃剂，引发铝热反应2)引发铝热反应的操作是什么？【提示】　往铝热剂上放少量KClO3，并插入镁带，然后将镁带点燃，即可引发铝热反应。

3)铝热反应需要高温条件，所以铝热反应是吸热反应吗？【提示】　不是4)内层纸漏斗底部剪一小孔的目的是什么？【提示】　使反应生成的熔融物易于落下5)实验室欲在常温下溶解此熔融物，能否选用稀硫酸？能否选用浓硫酸或NaOH溶液？请说明理由提示】　能选择稀硫酸，因为稀硫酸能完全溶解此熔融物，并且不会造成环境污染；不能选择浓硫酸或NaOH溶液，因为常温下浓硫酸会使Fe、Al发生钝化，NaOH溶液不能溶解单质铁6)整个实验过程的实验现象有哪些？【提示】　①镁带剧烈燃烧②氧化铁粉末和铝粉发生剧烈的反应③反应放出大量的热，并发出耀眼的白光④纸漏斗的下部被烧穿，有熔融物落入沙中，液珠冷却后变为黑色固体[认知升华]升华　铝热反应实验现象①镁带剧烈燃烧②氧化铁粉末和铝粉发生剧烈的反应③反应放出大量的热，并发出耀眼的白光④纸漏斗的下部被烧穿，有熔融物落入沙中，液珠冷却后变为黑色固体原因分析镁带燃烧，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：2Al＋Fe2O32Fe＋Al2O3，生成的铁在高温下呈熔化状态铝热反应体现了Al较强的还原性注意事项①氯酸钾的作用是分解提供氧气，使镁带快速充分燃烧，要放在混合物的上面。

②要保证纸漏斗重叠的四周均为四层，且内层纸漏斗一定要用水润湿，以防高温物质从四周溅出，同时损坏纸漏斗③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[题组冲关]题组1　金属冶炼的方法与原理1．在冶金工业上，均能用化学还原剂制得的一组金属是(　　)A．Na、Mg、Al B．Na、Zn、FeC．Zn、Fe、Cu D．Mg、Al、Zn、Fe【解析】　Na、Mg、Al一般不能用化学还原剂还原制得答案】　C2．下列化工原理生产中错误的是(　　)①可以用电解熔融氯化钠的方法来制取金属钠　②可以用钠加入氯化镁的饱和溶液中制取金属镁　③用电解法冶炼铝时，原料是氯化铝　④工业上用电解熔融氯化镁的方法制取金属镁A．②③ B．①③C．①②③ D．②③④【解析】　工业上一般采用电解熔融氯化钠的方法冶炼金属钠；若将钠加入到氯化镁溶液中，发生反应：2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑，MgCl2＋2NaOH===Mg(OH)2↓＋2NaCl，所以不能冶炼金属镁；氯化铝属于共价化合物，因此不能用氯化铝作原料，通过电解的方法得到金属铝；由于MgO、MgCl2均为离子化合物且熔点：MgCl2

答案】　A3．冶炼金属一般有下列四种方法：①焦炭法　②水煤气(或氢气，或一氧化碳)法　③活泼金属置换法　④电解法四种方法在工业上均有应用古代有(Ⅰ)火烧孔雀石炼铜；(Ⅱ)湿法炼铜；现代有(Ⅲ)铝热法炼铬；(Ⅳ)从光卤石中炼镁，对它们的冶炼方法的分析不正确的是(　　)A．(Ⅰ)用① B．(Ⅱ)用②C．(Ⅲ)用③ D．(Ⅳ)用④【答案】　B误区警示　常见几种金属的冶炼误区(1)工业上冶炼Al时用Al2O3而不用AlCl3，因为AlCl3为共价化合物，熔化后不导电2)工业上冶炼Mg时用MgCl2而不用MgO，因为MgO的熔点很高，耗能大3)Au、Pt一般用物理法提取4)Al不能用于冶炼还原性比Al强的金属，如Mg、Na等题组2　铝热反应及其应用4．下列对铝热反应的说法错误的是(　　)A．铝热剂中还原剂是铝粉B．铝热剂是纯净物C．铝与Fe2O3可组成铝热剂D．铝热反应是放热反应【解析】　Al和Fe2O3可组成铝热剂，属于混合物，其中铝作还原剂，铝热反应是放热反应答案】　B5．如图为铝热反应的实验装置，请回答下列问题：(1)该实验装置中还缺________引发铝热反应的操作为______________________________________________________________________________________________________________________________。

2)若将氧化铁换成氧化镁，该反应________(填“能”或“不能”)发生，理由是_______________________________________________________________3)铝热反应的用途有哪些_______________________________________________________________________________________________________解析】　(1)利用镁条燃烧放热从而引发铝热反应，同时促使KClO3分解产生O2，使镁条快速燃烧2)Mg比Al活泼，Al不能从MgO中置换出Mg答案】　(1)镁条和氯酸钾　在混合物中间插一根镁条，将氯酸钾放在混合物上镁条的周围，点燃镁条(2)不能　镁比铝活泼，铝不能置换镁(3)用于焊接钢轨；冶炼某些熔点高的金属(答案合理即可)6．下列金属中：①铁；②镁；③锰；④钒；⑤铬；⑥汞可用铝热法制备的有(　　) 【导学号：30032065】A．①②④⑥ B．①②③⑤C．①③④⑤ D．①②③④⑤⑥【解析】　Mg活泼性>Al活泼性，Al不能置换出Mg；汞的冶炼是热分解法答案】　C高中化学解题技巧全汇总化学热点题型分析化学计算在高中化学中，计算题的主要功能是考查考生掌握基础知识的广度和熟练程度以及知识的系统性。

这类题目考查的形式既有直接的简单化学计算和间接的应用化学原理推算，常见的方法有假设法、关系式法、差量法、守恒法等化学反应图像化学反应图像题的特征是将一些关键的信息以图像、图表的形式给出，把题目中的化学原理抽象为数学问题，目的是考查考生从图像、图表中获得信息、处理和应用相关信息的能力以及对图像、图表的数学意义和化学意义之间对应关系的转换运用能力实验仪器的创新实验仪器的创新使用一般体现为三个“一”：一个装置的多种用途、一种用途的多种装置和一种仪器的多种用法，该类试题主要考查考生的思维发散能力化学热点方法聚焦化学计算中的4种常用方法一、假设法所谓假设法，就是假设具有某一条件，推得一个结论，将这个结论与实际情况相对比，进行合理判断，从而确定正确选项1.极端假设法主要应用：(1)判断混合物的组成把混合物看成由某组分构成的纯净物进行计算，求出最大值、最小值，再进行讨论2)判断可逆反应中某个量的关系把可逆反应看作向左或向右进行到底的情况3)判断可逆反应体系中气体的平均相对分子质量大小的变化把可逆反应看成向左或向右进行的单一反应4)判断生成物的组成把多个平行反应看作单一反应2.状态假设法状态假设法是指在分析或解决问题时，根据需要，虚拟出能方便解题的中间状态，并以此为中介，实现由条件向结论转化的思维方法。

该方法常在化学平衡的计算中使用3.过程假设法过程假设法是指将复杂的变化过程假设为(或等效为)若干个简单的、便于分析和比较的过程，考虑等效状态的量与需求量之间的关系，进而求解的方法该方法在等效平衡的计算中使用概率非常高4.变向假设法变向假设法指在解题时根据需要改变研究问题的条件或结论，从一个新的角度来分析问题，进而迁移到需要解决的问题上来，从而得到正确的答案二、关系式法在多步反应中，关系式法可以把始态的反应物与终态的生成物之间的“物质的量”关系表示出来，把多步计算简化成一步计算正确书写关系式是用关系式法解化学计算题的前提1.根据化学方程式找关系式特点：在多步反应中，上一步反应的产物即是下一步反应的反应物2.通过化学反应方程式的叠加找关系适用于多步连续反应或循环反应方法：将其中几个有关联的化学反应方程式进行适当变形(改变化学计量数)，然后相加，消去中间产物，即得总的化学反应方程式三、差量法差量法解题的关键是正确找出理论差量其解题步骤如下：(1)分析题意：分析化学反应中各物质之间的数量关系，弄清引起差值的原因2)确定是否能用差量法：分析差值与始态量或终态量之间是否存在比例关系，以确定是否能用差量法。

3)写出正确的化学反应方程式4)根据题意确定“理论差量”与题中提供的“实际差量”，列出比例关系，求出答案 　四、守恒法“守恒法”利用物质变化过程中某一特定的量固定不变来列式求解它的优点是用宏观的统揽全局的方式列式，不去探求某些细枝末节，直接抓住其中特有的守恒关系，快速建立算式，简捷巧。