人民教育出版化學(xué)必修一《金屬的冶煉》學(xué)案

1、第三節(jié) 金屬的冶煉教學(xué)目的：1、了解金屬冶煉的一般原理。2、了解金屬回收的重要意義，樹立資源保護(hù)意識(shí)。教學(xué)重點(diǎn)：金屬冶煉的一般原理教學(xué)方法：討論、講解、歸納教學(xué)過程：一、金屬冶煉的步驟：閱讀教材，總結(jié)歸納：富集礦石、除雜、提高礦石有用成分的含量； 冶煉：利用氧化還原反應(yīng)的原理，在一定條件下，用還原劑把金屬離子還原為金屬單質(zhì)。 精煉：采用一定的方法，提煉純金屬。二、金屬冶煉的方法：還原講解：金屬的冶煉原理是將金屬的化合物通過還原的方法使金屬離子還原成金屬單質(zhì)。 Mn+ + ne M ；不同金屬的化學(xué)活動(dòng)性不同，因而金屬離子得到電子還原成金屬原子的能力也不同，采用的冶煉方法也不同。工業(yè)上冶煉金屬主

2、要有3種方法：1、熱分解法此方法適用于制備不活潑金屬，通常情況下在金屬活動(dòng)性順序表中，銅以后的金屬的氧化物受熱就能分解例如：2HgO= 2Hg+O2 2Ag2O = 4Ag+O22、熱還原法加入還原劑如：C、CO、H2 活潑金屬Na2、Mg、Ag等,使金屬離子還原成單質(zhì)，此方法通常適用于中等活潑金屬和不活潑金屬的制備。例如： 高溫高溫 高溫Fe2O3+3CO=2Fe+3CO2 WO3+3H2= W+3H2O Cr2O3+2Al=2Cr+Al2O3若金屬以硫化物或碳酸鹽形式存在，應(yīng)先將其轉(zhuǎn)化成氧化物。少數(shù)特殊的活潑金屬也可采用此方法：（利用熔沸點(diǎn)不同）如： 高溫高溫2RbCl+Mg MgCl2+

3、2Rb KCl+Na NaCl+K3、電解法在金屬活動(dòng)性順序中，鉀、鈉、鈣、鋁等幾種金屬的還原性很強(qiáng)，這些金屬都很容易失去電子，因此不能用一般的方法和還原劑使其從化合物中還原出來，而只能用通電分解其熔融鹽或氧化物的方法來冶煉。電解電解2Al2O3=4Al+3O2 2NaCl=2Na+Cl2三、不同金屬冶煉方法的選擇電解法 熱還原法 熱分解法K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb（H）Cu Hg Ag 四、金屬的回收和資源保護(hù)：1、 廢舊金屬的最好處理方法是回收利用。2、 回收利用廢舊金屬的意義是減少垃圾量，防止污染環(huán)境且緩解資源短缺的矛盾。知識(shí)歸納：1.冶煉金屬的實(shí)質(zhì)：使金屬化合物

4、中的金屬離子得到電子變成金屬原子。2.冶煉的步驟：第一步：礦石的富集：除去雜質(zhì)，提高礦石中有用成分含量。第二步：冶煉：利用氧化還原反應(yīng)，在一定條件下，用還原劑還原。第三步：精煉：采用一定方法，提煉純金屬。3.冶煉方法：不同金屬離子得到電子還原成單質(zhì)的能力不同，要采取不同的冶煉方法。例1、冶煉金屬常用以下幾種方法：以C或CO、H2作還原劑還原電解法熱分解法鋁熱反應(yīng)，現(xiàn)冶煉下列金屬：Al、Mg、Cu、Hg、Mn，試標(biāo)明適宜的冶煉方法：Al Mg Cu Hg Mn 或 例2、有X、Y、Z、W四種金屬。已知X（OH）3的堿性大于Y（OH）3X3+可使Z氧化，W可與熱水反應(yīng)產(chǎn)生H2，X不能與熱水反應(yīng)，把

5、X的金屬片插入稀H2SO4，讓金屬絲Z與X接觸，則X的溶解速率加快。這四種金屬活動(dòng)性強(qiáng)弱的關(guān)系一定是（ C ）A、 B、 C、 D、 例3、某高爐每天生產(chǎn)含鐵96%的生鐵70t，計(jì)算需用含20%雜質(zhì)的赤鐵礦（主要是含F(xiàn)e2O3）多少t？（ 120t）例4、用鋁熱劑冶煉難熔金屬，是因?yàn)殇X （ BD ）A. 具有導(dǎo)電性 B. 具有較強(qiáng)的還原性 C. 具有延展性 D. 被氧化過程中放出大量的熱練習(xí)1、下列各種方法中，適用于煉制相應(yīng)金屬的是（） A、加熱氧化銅 B、氧化鎂跟鋁粉共熱 C、用焦炭還原氧化銅 D、電解熔融氯化鈉2、下列化工生產(chǎn)過程中的反應(yīng)原理，不涉及氧化還原反應(yīng)的是（ ） A、用鐵礦石和焦

6、炭為原料煉鐵 B、用空氣、水煤氣為原料制硝酸銨 C、用石灰石、碤、純堿為原料制玻璃 D、用飽和食鹽水、氨水和二氧化碳?xì)怏w制純堿3、下列金屬鐵鎂錳釩鉻可用鋁熱法制備的有（） A、 B、 C、 D、4、在冶金工業(yè)上均不能用通?；瘜W(xué)還原劑制得的金屬組是（ ） A、Na、Ba、Mg、AlB、Na、K、Zn、Fe C、Zn、Fe、Cu、AgD、Mg、Al、Zn、Fe5、在高溫下用CO還原mg氧化鐵得ng鐵，氧的原子量為16，則鐵的相對(duì)原子質(zhì)量為（） A、B、C、D、6、用H2氣還原某二價(jià)金屬的氧化物使其成為單質(zhì)，每1g氫氣可還原36g氧化物，則此金屬可能是下列的（）A、ZnB、PbC、FeD、Cu7、用

7、1g含脈石（SiO2）的黃鐵礦（FeS2）試樣在氧氣中灼燒一段時(shí)間后，得到殘?jiān)?.8g，則此試樣中鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為（） A、28%B、40%C、32%D、60%8、將3.6g炭粉跟含F(xiàn)e3O480%的磁鐵礦粉29g混合后，隔絕空氣加強(qiáng)熱反應(yīng)后收集到的氣體恢復(fù)到標(biāo)況時(shí)，其體積為6.72L，則氣體是（） A、全部是CO2B、CO和CO2各占一半 C、全部是COD、CO、CO2的混合物 其中CO體積占9、工業(yè)上生產(chǎn)金屬鉀是在一定溫度下，用金屬鈉跟氯化鉀反應(yīng)。下面是四種物質(zhì)的熔點(diǎn)和沸點(diǎn)：KNaKClNaCl熔點(diǎn)163.697.8770801沸點(diǎn)1774882.91500(升華)1413根據(jù)平衡移動(dòng)原理，

8、可推知用鈉與氯化鉀反應(yīng)制取金屬鉀的適宜溫度是（） A、低于770B、850 C、高于882.9D、1413-150010、冶煉金屬一般有下列四種方法：焦炭法水煤氣法活潑金屬置換法電解法。四種方法在工業(yè)上均有應(yīng)用。古代有：（）火燒孔雀石煉銅；（）濕法煉銅。現(xiàn)代有：（）鋁熱反應(yīng)煉鉻；（）從光鹵石中煉鎂。對(duì)它們的冶煉方法分析不正確的是（） A、B、C、D、11、寫出下列冶煉金屬的化學(xué)反應(yīng)方程式：（1）用紅鋅礦（ZnO）冶煉鋅 （2）用磁鐵礦（Fe3O4）冶煉鐵 （3）用鋁礬土（Al2O3）冶煉鋁 （4）用食鹽（NaCl）冶煉鈉 12、高溫灼燒孔雀石Cu2(OH)2·CO3和木炭的混合物可得

9、到一種紫紅色光澤的金屬，其發(fā)生的化學(xué)方程式為 ， 。13、用純凈的鋁土礦（Al2O3）、冰晶石和二氧化錳作原料可制取金屬錳（冰晶石作Al2O3的熔劑），其化學(xué)反應(yīng)方程式為 ， 。14、將0.4g鐵的氧化物，在高溫下用足量的CO使其還原，把生成的CO2全部通入足量澄清石灰水中，得到0.75g固體沉淀物。則這種鐵的氧化物的化學(xué)式應(yīng)是 。15、某課外活動(dòng)小組擬用下列裝置做煉鐵原理的實(shí)驗(yàn)，同時(shí)檢測(cè)氧化鐵的純度（假設(shè)礦石不含其他與一氧化碳反應(yīng)的成分），并除去尾氣。已知草酸與濃硫酸共熱生成一氧化碳、二氧化碳和水。回答下列問題：（1）若制得的氣體從左向右流向時(shí)，上述儀器組裝連接的順序是（用a、b等表示） 接

10、 ， 接 ， 接 ， 接 。（2）裝置乙的作用是 ； 裝置丙的目的是 。（3）實(shí)驗(yàn)結(jié)束時(shí)，先熄滅戊處的酒精燈，再熄滅甲處的酒精燈，其主要原因是 。（4）實(shí)驗(yàn)前氧化鐵礦粉末的質(zhì)量為wg，實(shí)驗(yàn)測(cè)得乙和丙的質(zhì)量分別增加了xg和yg，則氧化鐵礦中氧化鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為 。參考答案1、CD2、CD3、C4、A 5、B6、C7、A8、D9、B10、B11、（1）ZnO+CO Zn+CO2電解熔融 （2）Fe3O4+4CO 3Fe+4CO2 （3）2Al2O3 4Al+3O2電解熔融 （4）2NaCl 2Na+Cl212、Cu2(OH)2CO3 2CuO+H2O+CO2電解 熔融、冰晶名CuO+CO Cu+CO

11、213、2Al2O3 4Al+3O2高溫 3MnO2+4Al 3M+2Al2O314、Fe2O315、(1)ad,ef,gh,ib (2)吸收生成的CO2，并點(diǎn)燃除去CO；吸收CO2 (3)防止氧化鐵還原生成的鐵重新被氧化，使紅熱的鐵在CO氣流保護(hù)下冷卻(4)模擬試題1. 不能由單質(zhì)直接化合而得到的化合物是（ ） A. B. C. D. 2. 用鋁熱法還原下列化合物，制得金屬各1 ，需消耗鋁最少的是（ ）A. B. C. D. 3. 工業(yè)上制造鎂粉是將鎂蒸氣在某氣體中冷卻，下列氣體：空氣 可作為冷卻氣體的是（ ） A. 和 B. 和 C. 和 D. 和4. 為充分利用原料，降低成本，現(xiàn)有質(zhì)量分

12、數(shù)為70%的硫酸3.5噸和含雜質(zhì)為20%的燒堿2.5噸，用鋁屑最多能生產(chǎn)的質(zhì)量是（設(shè)雜質(zhì)不參加反應(yīng)）（ ） A. 1.3噸 B. 2.5噸 C. 3.5噸 D. 5.2噸5. 有0.4 g鐵的氧化物，用足量的在高溫下將其還原，把生成的全部通入到足量的澄清的石灰水中，得到0.75 g固體沉淀物。這種鐵的氧化物的化學(xué)式為（ ） A. B. C. D. 6. 將一定量的鐵粉與氫氧化鐵的混合物在氧氣中燃燒至質(zhì)量不再改變?yōu)橹?，發(fā)現(xiàn)加熱前后混合物的質(zhì)量無變化，則原混合物中鐵和氫氧化鐵的物質(zhì)的量之比為（ ） A. 2：1 B. 3：2 C. 81：64 D. 28：557. 根據(jù)以下敘述，回答（1）至（2）

13、題：工業(yè)上制備氯化銅時(shí)，是將濃鹽酸用蒸汽加熱至80左右，慢慢加入粗制氧化銅粉末（含雜質(zhì)氧化亞鐵），充分?jǐn)嚢?，使之溶解，反?yīng)如下：；，已知：時(shí)，以形式完全沉淀；時(shí)，以的形式完全沉淀；在34時(shí)，以的形式完全沉淀。（1）除去溶液中的，可以采用的方法是（ ） A. 直接加堿，調(diào)整溶液 B. 加純銅粉，將還原出來 C. 先將氧化成，再調(diào)整pH在34 D. 通入硫化氫，使直接沉淀（2）若此溶液只含時(shí)，要調(diào)整pH在34之間，此時(shí)最好向溶液中加入（ ）A. B. 氨水 C. D. 8. 在一定條件下可實(shí)現(xiàn)如圖所示物質(zhì)之間的變化。 請(qǐng)?zhí)顚懴铝锌瞻祝?（1）孔雀石的主要成分是（堿式碳酸銅）受熱易分解。圖中的F是_

14、。（2）寫出明礬與過量溶液反應(yīng)的離子方程式： _（3）圖中所得G和D都是固體，混合后在高溫下可發(fā)生反應(yīng)，寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式： _。（4）每生成1 D，同時(shí)生成_E。 9. 天平兩盤上，各放一燒杯，分別向燒杯中加入同體積的3 ，調(diào)平后，分別加入鎂、鋁各10.8 g，反應(yīng)完畢，天平可能出現(xiàn)兩種情況。 通過計(jì)算，分析回答：當(dāng)硫酸體積V_時(shí)，兩盤持平。當(dāng)硫酸體積V_時(shí)，兩盤不平，原來加_的盤略向下傾斜。 10. 將19.5 g粉慢慢投入10000.5 的溶液中，若反應(yīng)前后液體體積不變。求溶液中所含各物質(zhì)的物質(zhì)的量濃度是多少？試題答案 1. A2. C 3. C 4. D 5. B無論何種鐵的氧化物，一定有以下關(guān)系式：鐵的氧化物設(shè)為 可得 6. C 7. （1）C （2）D （1）A：直接加堿會(huì)使 B：加入銅粉不能將還原出來。 D：中通入后 （2）原溶液是強(qiáng)酸性溶液調(diào)pH 34，只要消耗，降低即可，同時(shí)不可引入新雜質(zhì)。 8. A是，反應(yīng)式，孔雀石受熱分解：，F(xiàn)是，G是。A、F發(fā)生反應(yīng)的離子方程式是沉淀是，受熱分解