必修二第四章

第一頁，共三十五頁。法國皇帝拿破侖是一個(gè)喜歡炫耀自己的人。他常常大擺宴席，宴請?zhí)煜沦e客。每次宴會，他總是擺出一副高人一等的樣子。餐桌上的用具幾乎全是用銀制成的，唯有他自己用的那一個(gè)碗?yún)s是鋁制品。思考與交流由于早期煉鋁十分困難，所以鋁的價(jià)格十分昂貴，一度超越金銀之上，直至19世紀(jì)上半葉，鋁還是歐洲許多高級珠寶店的高檔貨。為什么貴為法國皇帝，在當(dāng)時(shí)卻不用高貴而亮麗的銀碗，而用色澤要暗得多的鋁碗呢？金屬的冶煉第二頁，共三十五頁?；瘜W(xué)必修2第一課時(shí)第一節(jié)開發(fā)利用金屬礦物和海水資源金屬礦物的開發(fā)利用第三頁，共三十五頁。學(xué)習(xí)目標(biāo)：

1.了解化學(xué)方法在金屬礦物的開發(fā)和利用（主要是金屬冶煉）。

2.掌握金屬冶煉的一般原理基礎(chǔ)及不同金屬的冶煉方法。3.掌握鋁熱反應(yīng)的原理。

第四頁，共三十五頁。金礦

Au鉑礦

Pt少數(shù)不活潑金屬以游離態(tài)存在（如金和鉑）問：一、金屬在自然界中有哪些存在形態(tài)？第五頁，共三十五頁。黃銅礦赤鐵礦鋁礦錳礦鎢礦鋅礦常見的金屬礦物資源第六頁，共三十五頁。常見的金屬礦物資源

白云石CaMg[CO3]2

辰砂HgS黃銅礦CuFeS2菱鎂礦MgCO3

大多數(shù)金屬以化合態(tài)存在如果需要金屬單質(zhì)，那怎么辦？？——冶煉金屬第七頁，共三十五頁。在公元前6000年到7000年左右，人們就能冶煉出銅銅鏡漢武帝時(shí)銅幣先秦刀幣冶煉金屬要追溯到古代第八頁，共三十五頁。金屬冶煉是把金屬礦石中的金屬離子還原成單質(zhì)的過程，經(jīng)過三個(gè)步驟。1.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，把金屬離子還原成單質(zhì)。

第三步：精煉：采用一定方法，提煉純金屬。

二、金屬的冶煉第九頁，共三十五頁。

二、金屬的冶煉

將金屬從其化合物中還原出來用于生產(chǎn)和制造各種金屬材料的過程在工業(yè)上稱為金屬的冶煉金屬礦物的開發(fā)利用第十頁，共三十五頁。我國在西漢初時(shí)已經(jīng)懂得用木炭與鐵礦石混合高溫冶煉生鐵，領(lǐng)先歐洲一千余年。古代中國勞動人民用木炭煉鐵第十一頁，共三十五頁。回憶：初中學(xué)過冶煉鐵的方法？Fe2O3+3CO==2Fe+3CO2

高溫得電子

能由此找出金屬冶煉的實(shí)質(zhì)嗎？？2.金屬冶煉的實(shí)質(zhì)實(shí)質(zhì)是用還原的方法使金屬化合物中的金屬離子得到電子變成金屬原子。M得電子M（被還原）n+化合物單質(zhì)氧化還原反應(yīng)分析化合價(jià)變化（被還原）（金屬被還原）第十二頁，共三十五頁。（1）不活潑金屬——物理方法Pt、Au淘金原理原理:金的質(zhì)量較沙重,在淘去粗沙后,用水銀滾動吸附金,水銀是已知唯一可以粘附金的物質(zhì).3.金屬冶煉的一般方法第十三頁，共三十五頁。(2)熱分解法（適合一些不活潑金屬）2HgO===2Hg+O2↑加熱2Ag2O===4Ag+O2↑加熱3.金屬冶煉的一般方法第十四頁，共三十五頁。（3）電解法（適合一些非?；顫娊饘伲㎝gCl2(熔融)===Mg+Cl2↑電解2Al2O3(熔融)===4Al+3O2↑電解冰晶石2NaCl(熔融)===2Na+Cl2↑電解思考：電解氯化鈉溶液能制得鈉嗎？②“熔融”是熔融態(tài)而不是水溶液。③必須是離子化合物，共價(jià)化合物熔融不導(dǎo)電。注意：①電解其熔融鹽或氧化物。3.金屬冶煉的一般方法第十五頁，共三十五頁。（4）熱還原法（適用于大部分金屬）CuO+H2===Cu+H2O高溫Fe2O3+3CO===2Fe+3CO2

↑高溫注：除了CO、H2、C等做還原劑外，一些活潑金屬如Al等也可做還原劑還原金屬3.金屬冶煉的一般方法第十六頁，共三十五頁。探究實(shí)驗(yàn)4-1【提出問題】①活潑金屬能像CO那樣做還原劑還原出金屬嗎？②若能，

Fe2O3跟Al在高溫條件下反應(yīng)生成什么？視頻第十七頁，共三十五頁。反應(yīng)現(xiàn)象：鎂條劇烈燃燒，放出大量的熱，發(fā)出耀眼的白光，紙漏斗內(nèi)劇烈反應(yīng)，紙漏斗被燒穿，有熔融物落入沙中——鐵。Fe2O3+2Al===2Fe+Al2O3高溫1、鎂條的作用是什么？2、氯酸鉀的作用是什么？鋁熱反應(yīng)

結(jié)論：一些活潑的金屬也可作還原劑還原金屬問題分析化合價(jià)氧化劑還原劑+300+3引燃劑助燃劑（提供氧氣）反應(yīng)類型：置換反應(yīng)（氧化還原反應(yīng)）原則：強(qiáng)換弱（適用于制備比鋁弱的金屬）金屬氧化物+鋁==金屬+氧化鋁

鋁熱劑第十八頁，共三十五頁。(1)焊接鋼軌，(2)冶煉金屬。鋁熱反應(yīng)的應(yīng)用：第十九頁，共三十五頁。鋁熱反應(yīng)1、概念：2、原理：3、鋁熱劑：4、反應(yīng)特點(diǎn)：鋁和金屬氧化物在高溫下發(fā)生劇烈反應(yīng)并放出大量熱的化學(xué)反應(yīng)。鋁＋某些金屬氧化物金屬＋氧化鋁

高溫鋁和某些金屬氧化物（如Fe2O3、Cr2O3、V2O5）組成的混合物。高溫下進(jìn)行，并放出大量的熱5、應(yīng)用：①冶煉高熔點(diǎn)的金屬②焊接鋼軌。第二十頁，共三十五頁。MnO2+Al===高溫Cr2O3+Al===高溫Co3O4+Al===高溫其它的鋁熱反應(yīng)：請同學(xué)們完成下列方程3Mn+2Al2O32Cr+Al2O39Co+4Al2O3第二十一頁，共三十五頁。1.火法煉銅2.濕法煉銅Cu2S+O22Cu+SO2高溫CuSO4+FeCu+FeSO4其它冶煉方法P89注：同一種金屬可能有不同的冶煉方法，可根據(jù)原料、生產(chǎn)設(shè)備、金屬的用途等來確定。第二十二頁，共三十五頁。問：1.為什么不同金屬選擇不同的冶煉方法？2.金屬被還原的難易與什么有關(guān)？第二十三頁，共三十五頁。討論：金屬越活潑，越

失電子，該金屬離子就越

得電子，還原出該金屬就越

。易難難結(jié)論：

由于不同的金屬離子的得電子能力不同，所以要采用不同強(qiáng)度的冶煉方法

要根據(jù)金屬的活動性順序不同，采取不同的冶煉方法第二十四頁，共三十五頁。小結(jié)：冶金的一般方法：可見，越活潑的金屬越難冶煉強(qiáng)————————————→弱弱————————————→強(qiáng)電解法熱還原法熱分解法主要冶煉方法金屬離子的得電子金屬失電子能力金屬活動順序物理提取法KCaNaMgAl

ZnFeSnPb（H）Cu

HgAgPtAu人類最早發(fā)現(xiàn)和應(yīng)用的金屬分別是：AuAgCuWAl第二十五頁，共三十五頁。

我們每年數(shù)以億噸計(jì)的向自然界索取金屬資源，資源就會越來越少，直至有一天枯竭。怎樣才能使金屬資源可持續(xù)發(fā)展？討論：小資料以鋁為例，生產(chǎn)一噸原鋁至少要消耗四噸鋁土礦資源。當(dāng)前全球原鋁的年產(chǎn)量約2500萬噸，年消耗鋁土礦超過一億噸，如果照此發(fā)展下去，地球上的鋁土礦資源就會越來越少，直至有一天枯竭。閱讀：第二十六頁，共三十五頁。(1)節(jié)約礦物資源(2)節(jié)約能源(3)減少環(huán)境污染（四）合理開發(fā)和利用金屬礦物資源1、主要途徑：①提高金屬礦物的利用率②減少金屬的使用量③加強(qiáng)金屬資源的回收和再利用④使用其他材料代替金屬材料2、回收金屬的意義：第二十七頁，共三十五頁。金屬的回收和資源保護(hù)第二十八頁，共三十五頁。本課小結(jié)一、金屬元素在自然界中的存在形式二、金屬的冶煉原理及步驟三、金屬的冶煉方法四、合理開發(fā)和利用金屬礦物資源的主要途徑KCaNaMgAlZnFeSnPb(H)CuHgAgPtAu電解法熱還原法熱分解法物理方法金屬活動性逐漸減弱鋁＋某些金屬氧化物金屬＋Al2O3

高溫鋁熱反應(yīng)第二十九頁，共三十五頁。1.金屬材料在日常生活、生產(chǎn)中有著廣泛的應(yīng)用,下列關(guān)于金屬的說法不正確的是(

)A.越活潑的金屬越難冶煉B.合金的性質(zhì)與其成分金屬的性質(zhì)不完全相同C.金屬冶煉的本質(zhì)是金屬陽離子得到電子變成金屬原子D.工業(yè)上金屬M(fèi)g、Al都是用電解其熔融氯化物制得的鞏固訓(xùn)練D2.下列說法不正確的是(

)A.自然界中不存在游離態(tài)的金屬單質(zhì)B.金屬活動性不同，冶煉方法也有所不同C.地球上金屬礦物資源是有限的，因此，應(yīng)提高金屬礦

物的利用率D.廢舊金屬的回收利用，有利于環(huán)境保護(hù)D第三十頁，共三十五頁。3.下列屬于傳統(tǒng)濕法冶煉銅的是(

)A.CO還原CuO制取CuB.電解CuCl2溶液制取CuC.高溫下O2與Cu2S反應(yīng)制取CuD.Fe與CuSO4溶液反應(yīng)制取CuD鞏固訓(xùn)練4.下列說法中正確的是(

)A.金屬的冶煉都是把金屬單質(zhì)從其礦物中分離出來B.金屬冶煉過程中，被冶煉的金屬一定被氧化C.金屬冶煉過程中，被冶煉的金屬可能被還原D.金屬冶煉過程中，被冶煉的金屬既可被氧化，也可被還原

C第三十一頁，共三十五頁。5.鋁能用于冶煉難熔的金屬如Fe、Mn等,這是因?yàn)殇X(

)A.具有兩性B.導(dǎo)電性好C.熔點(diǎn)低D.具有還原性,且冶煉反應(yīng)中放出大量的熱D鞏固訓(xùn)練6.金屬鋰是密度最小的金屬，等質(zhì)量的金屬，鋰可以釋放出更多的電子，故常用來制造高性能電池。已知鋰的金屬性介于鈉和鎂之間，則冶煉金屬鋰應(yīng)采用的方法是(

)A．電解法

B．熱還原法C．熱分解法

D．鋁熱法A第三十二頁，共三十五頁。7.下表中金屬的冶煉原理與方法不完全正確的是(

)C鞏固訓(xùn)練第三十三頁，共三十五頁。8.冶煉金屬常用以下幾種方法:①以C、CO或H2做還原劑;②利用鋁熱反應(yīng)原理還原;③電解法;④熱分解法。下列金屬各采用哪種方法還原最佳(用序號填寫下列空白)(1)Fe、Zn、Cu等中等活潑金屬________。(2)Na、Mg、Al等活潑或較活潑金屬________。(3)Hg、Ag等不活潑金屬________。(4)V、Cr、Mn、W等高熔點(diǎn)金屬________。①③④②鞏固訓(xùn)練第三十四頁，共三十五頁。9.下圖為鋁熱反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)裝置,請回答下列問題:(1)引發(fā)該鋁熱反應(yīng)的操作為___