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
学习目标：1.了解金属的存在形式和冶炼方法和原理。2.掌握铝热反应的原理、实验及应用。3.了解金属回收和资源保护的意义。4.认识和体会化学在自然资源开发和利用中的意义和作用。
[自 主 预 习·探 新 知]
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－===M。
(2)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：2HgO=====2Hg＋O2↑。 △
b．加热分解Ag2O：2Ag2O=====4Ag＋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。
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电解
a．冶炼金属钠，电解熔融NaCl：2NaCl(熔融)=====2Na＋Cl2↑。 电解
b．冶炼金属镁，电解熔融MgCl2：MgCl2(熔融)=====Mg＋Cl2↑。 电解
c．冶炼金属铝，电解熔融Al2O3：2Al2O3(熔融)=====4Al＋3O2↑。
冰晶石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。 高温
a．高炉炼铁：Fe2O3＋3CO=====2Fe＋3CO2。 高温
b．铝热反应炼铁：Fe2O3＋2Al=====2Fe＋Al2O3。 △
c．用氢气还原氧化铜：CuO＋H2=====Cu＋H2O。 ④其他方法
高温
a．火法炼铜：Cu2S＋O2=====2Cu＋SO2。 b．湿法炼铜：Fe＋CuSO4===FeSO4＋Cu。 3．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。
[基础自测]
1．判断对错(对的打“√”，错的打“×”)。
(1)金属在自然界中的存在形式只有化合态没有游离态( ) (2)金属冶炼的实质是金属元素得电子被还原( ) (3)金属越活泼往往越难冶炼，使用时间越晚( ) (4)铁器时代比青铜器时代要早些( )
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(5)镁可以通过铝热反应制备( )
【答案】 (1)× (2)√ (3)√ (4)× (5)× 2．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用较活泼金属Na、Mg等还原。③利用铝热反应原理用Al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？(填序号) (1)Fe、Zn、Cu等中等活泼金属________。 (2)Na、Mg、Al等活泼或较活泼金属________。 (3)Hg、Ag等不活泼金属________。 (4)V、Cr、Mn、W等高熔点金属________。 【答案】 (1)① (2)④ (3)⑤ (4)③
[合 作 探 究·攻 重 难]
金属冶炼的方法
(1)金属的冶炼原理
金属冶炼的实质是使金属化合物中的金属阳离子得到电子被还原为金属单质的过程，即：Mn＋＋ne－===M。
(2)金属冶炼的通常步骤 步骤 矿石富集 冶炼 精炼 目的 除去杂质、提高矿石中有效成分的含量 用适当还原剂把矿石中的化合态金属还原，得到粗金属单质 加入试剂除杂或电解精炼，得到纯金属 (3)金属活动性顺序与金属冶炼方法的关系 K、Ca、金属的活动性顺序 Na、Mg、Al 金属原子失电子能力 Zn、Fe、Sn、Pb(H)、Cu 强→弱 Hg、Ag Pt、Au 第3页 共9页
高中化学人教版必修2学案：第4章 第1节 课时1 金属矿物的开发利用 含解析
