第四章第一节第一课时金属矿物的开发利用

编号：HXB204-1使用时间：主备人:李艳萍教研组长签字：班级：小组：姓名：教师评价：长春市第七中学导学案高一年级化学学科导学案题目：第四章化学与自然资源的开发利用第一节开发利用金属矿物和海水资源第一课时金属矿物的开发利用【学习目标】1、掌握金属冶炼的原理，熟悉金属冶炼的步骤及方法。2、自主学习，合作探究，通过了解金属资源的开发与金属冶炼，培养归纳能力和比较能力。3、树立节约资源、爱护环境、变废为宝的意识。重点：了解化学方法在金属矿物开发上的应用。难点：在掌握金属冶炼的一般原理的基础上，了解适用于不同金属的冶炼方法。【使用说明】1、先认真阅读课本88-90页，熟记课本基础知识，有疑惑的用红色笔做好疑难标记。2、利用15分钟高效完成。【学法指导】了解金属资源的开发、金属冶炼，提升自己的知识迁移能力。完成教材助读设置的问题，依据发现的问题再研读教材或查阅资料，解决问题。将预习中不能解决的问题填在“我的疑惑”处。注意复习已学习的离子检验方法。I、知识准备1、什么是游离态？2、什么是化合态？II、教材辅助1、金属在自然界中的存在形态⑴游离态：极少数（、等）化学性质的金属在自然界中以单质形式存在。⑵化合态：大多数化学性质的金属在自然界中以化合物形式存在。在这些金属化合物中金属元素都显价。⑶人们开发使用金属的顺序与金属活动性有什么关系？2、金属的冶炼⑴冶炼原理：金属冶炼的实质是根据，使金属矿物中的金属阳离子生成金属单质的过程。⑵冶炼方法：①金属的冶炼方法与金属活动性顺序的关系KCaNaMgAlZnFeSnPb(H)CuHgAgPtAu②金属的冶炼方法分解HgO分解Ag2O高炉炼铁铝热反应冶炼钠冶炼镁冶炼铝如湿法炼铜火法炼铜③工业上用电解熔融MgCl2来制取Mg，而MgO比MgCl2更易获得，为什么不电解熔融MgO制取镁呢？能否用电解AlCl3的方法冶炼铝？（MgO的熔点：2852℃，MgCl2的熔点：714℃）3、金属的回收和资源保护合理开发和利用金属矿物资源的主要途径有哪些？预习案热分解法其他方法热分解法电解法热还原法热分解法热还原法电解法其他方法编号：HXB204-1使用时间：主备人:李艳萍教研组长签字：班级：小组：姓名：教师评价：长春市第七中学导学案III、预习自测1、关于金属在自然界中存在情况的叙述中，正确的是（）A、金属元素仅存在于矿物中B金属元素存在于矿物和动物体内，但植物体内不含金属元素C少数金属元素以游离态存在，大多数金属元素以化合态存在D金属元素不仅存在于矿物中，动物和植物体内也存在少量金属元素2、古代的“药金”外观与金相似，常被人们误以为是金子。冶炼方法如下：将碳酸锌、赤铜矿（Cu2O）和木炭混合加热至800℃得金光闪闪的“药金”⑴“药金”的主要成分是⑵有关化学方程式是ZnCO3=ZnO+CO2。请将预习中不能解决的问题写下来，供课堂解决I、学始于疑—我思考我收获（学习基础）1、铝热反应的原理是什么？铝热剂由哪些物质组成？2、铝热反应有什么应用？3、铝热反应实验应注意什么？学习建议：（时间分配）II、质疑探究—质疑解疑合作探究（课堂探究开始）（铝热反应）问题1：铝热反应的实验现象是什么？问题2：你能根据已有的知识分析反应的产物吗？如何验证产物？试写出反应的化学方程式。问题3：综合问题1、2，回答什么是铝热反应，什么是铝热剂，都有哪些应用。⑴在实验中为什么要在铝与氧化铁粉末的上面加少量的氯酸钾，中间插一根用砂纸打磨过的镁条？⑵为什么不用玻璃漏斗？纸漏斗为什么要用水润湿？蒸发皿中的细沙有什么作用？铝与氧化铁反应的能量如何变化？【注意事项及成败关键】1、氧化铁和铝粉的质量比应为5︰2，混合要均匀。2、应用纯铝粉，如铝粉已被氧化，则会导致实验失败，同时注意要用干燥的氧化铁粉末。3、纸漏斗必须用水湿透。4、应注意安全，装置不宜离人太近。5、引燃剂不宜太多，否则燃烧时容易造成喷射，给引燃铝热剂造成困难。问题4：还有哪些金属可以用热还原法冶炼？【针对训练】用铝热法还原下列化合物，制得金属各1mol，需消耗铝最少的是（）A、MnO2B、WO3C、Co3O4D、Cr2O3高温探究案学习任务一编号：HXB204-1使用时间：主备人:李艳萍教研组长签字：班级：小组：姓名：教师评价：长春市第七中学导学案【归纳总结】【拓展提升】（回收金属的意义，回收金属的实例）问题1：回收金属有什么意义？你能举出哪些回收金属的例子？III、我的知识网络图—归纳总结串联整合热分解法热还原法金属冶炼的方法电解法有些金属可以利用氧气将其从硫化物中冶炼出来【当堂检测】1、随着人们生活质量的日益提高，废旧电池已成为一个亟待解决的问题，对废旧电池的处理体现了对资源和环境的可持续发展，人们对废旧电池的处理的主要目的是（）A．回收电池外壳的金属材料B．回收电池中的二氧化锰C．回收电池中的石墨电极D．防止电池中的重金属汞、镉、铅等对土壤、水资源的污染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）⑴Fe、Zn、Cu等中等活泼金属，⑵Na、Mg、Al等活泼或较活泼金属，⑶Hg、Ag等不活泼金属，⑷V、Cr、Mn、W等高熔点金属。一、基础巩固题1、下列对铝热反应的说法错误的是（）A．铝热剂中还原剂是铁粉B．铝热剂是纯净物C．铝与氧化铁可组成铝热剂D．铝热反应是放热反应2、从金属利用的历史来看，先是青铜器时代，而后是铁器时代，铝的利用是近200来年的事。下列跟这个先后顺序有关的是（）①地壳中的金属元素的含量②金属活动性顺序③金属的导电性④金属冶炼的难易程度⑤金属的延展性A．①③B．②⑤C．③⑤D．②④3、（2011，黄石高一检测）化学学科的发展对人类文明的进步起到了极为重要的作用，下列认识正确的是（）A．人类对金、银、铜、铁、铝的认识与其在自然界中的分布无关B．人类解决吃、穿、住最有效的方法就是大力开发石油及其产品C．工业上可用电解熔融MgCl2、AlCl3来制备Mg、AlD．工业上可用空气、铜、稀硫酸来制备硫酸铜4、金属锂是密度最小的金属，等质量的金属锂能释放出更多的电子，故常用它来制造高能量电池。已知锂的金属性介于钠和镁之间，则下列能冶炼出金属锂的方法（）A．电解法B．热还原法C．热分解法D．铝热法5、钛(Ti)是一种活泼金属，其作为金属材料，具有密度小、熔点高、可塑性强、机械强度高等优良的性能，有“未来金属”之称。工业上常用硫酸分解钛铁矿石(FeTiO3)的方法来制取二氧化钛(TiO2)，再由二氧化钛制金属钛，主要有以下五个反应：①FeTiO3＋2H2SO4===TiOSO4＋FeSO4＋2H2O；②TiOSO4＋2H2O===H2TiO3↓＋H2SO4；③H2TiO3===TiO2＋H2O；④TiO2＋2C＋2Cl2===TiCl4＋2CO；⑤TiCl4＋2Mg===2MgCl2＋Ti。(1)针对以上五个化学反应，下列叙述错误的是________(填序号)。A．反应①是非氧化还原反应B．反应②生成了两种酸C．反应④中的TiO2是氧化剂D．反应⑤表现了金属镁比金属钛还原性强训练案学习任务二编号：HXB204-1使用时间：主备人:李艳萍教研组长签字：班级：小组：姓名：教师评价：长春市第七中学导学案(2)钛具有很强的耐腐蚀性，以下对其原因的分析中正确的是________(填序号)。①钛是像金、铂一样不活泼的金属②金属钛的表面易形成致密的氧化膜③钛与氧气、酸等腐蚀剂不发生化学反应二、综合应用题6、（2011，天津河西区高一检测）2010年上海世博会中国馆（东方之冠）给人强烈的视觉冲击，它的主体结构是用国产Q460钢制成的，下列有关说法正确的是（）A．冶炼钢铁常采用热分解法B．Q460钢是用含铁、碳、硅、锰、硫、磷等元素的合金钢，其中铁和锰不属于主族元素C．铝热法炼铁的反应需要高温的条件，所以是吸热反应D．增加炼铁高炉的高度可以减少尾气CO的排放7、从防止污染、减少用酸量的角度分析，下列利用金属铜制取硝酸铜的方法中最好的（）（）三、拓展提升题8、粉末状试样A是由等物质的量的氧化镁和三氧化二铁组成的混合物。进行如下实验①取适量A进行铝热反应，产物中有单质B生成②另取20gA全部溶于0.15L6.0mol/L盐酸中，得溶液C③将①中得到的单质B和溶液C反应，放出1.12L(标况）气体，同时生成溶液D，还残留物质B④有KSCN溶液检验时，溶液D不变色问：⑴①中引发铝热反应的实验操作是，产物中的单质B是——。⑵②中所发生反应的化学方程式是。⑶③中所发生各反应的离子方程式是。⑷若溶液D的体积仍为0.15L,则溶液中C（Mg2+)和C（Fe2+)。9、孔雀石的主要成份为Cu2(OH)2CO3。某校化学兴趣小组的同学设计从孔雀石中冶炼铜的方案如下：孔雀石铁屑A溶液稀硫酸滤液铜铜回答下列问题：⑴在粉碎后的孔雀石中加入稀硫酸，观察到的现象是。反应的离子方程式是。⑵操作a中用到的玻璃仪器是。⑶A的化学式为，在悬浊液中加入A的目的是。⑷操作b包括洗涤和低温烘干，作用是。低温烘干是为了防止。⑸有同学认为，利用铁屑和稀硫酸，不通过上述实验方案，也能从孔雀石中冶炼铜。请你用简洁的文字说明不同方案的实验原理。知识拓展粉碎操作a悬浊液操作a操作b