您好,欢迎访问三七文档
当前位置:首页 > 行业资料 > 冶金工业 > 开发利用金属矿物和海水资源》
《第一节开发利用金属矿物和海水资源》(第一课时)导学案编写人:付姬编写时间:2014—5—13班级:组号:姓名:等级:金属在自然界中的分布很广,一般广泛分布于矿物中,动植物体内及海洋等区域中。【质疑】金属元素在自然界中,又是如何存在的呢?这又与什么性质有关?一、金属的存在:游离态:少数不活泼的金属;化合态:多数比较活泼的金属【思考】金属在自然界中的存在状态与其(化学活动性)有关【引入】我们日常使用的金属材料大多是金属单质或合金。因此必须把化合态的金属转化为金属单质-金属的冶炼。二、金属的冶炼:1、金属冶炼的步骤:第一步:矿石的富集:除去杂质,提高矿石中有用成分含量。第二步:冶炼:利用氧化还原反应,在一定条件下,用还原剂还原。第三步:精炼:采用一定方法,提炼纯金属。【分析探讨】金属离子的得电子能力是否全都相同?这与什么有关?由于金属的活动性不同,金属离子得到电子还原成金属原子的能力也就不同,因此,对于不同活性的金属离子就必须采取不同的还原方法进行冶炼2、金属冶炼的实质:实质是使金属化合物中的金属阳离子(“得到”或“失去”)电子被(“氧化”或“还原”)为金属单质的过程:Mn++ne-==M3、金属冶炼的一般方法:阅读教材P86—P90的【思考与交流】,对照金属活动顺序表,总结金属的冶炼方法:KCaNaMgAlZnFeSnPb(H)CuHgAgPtAu;单质的还原性逐渐对应的阳离子的氧化性逐渐①物理分离法(适用于极不活泼的金属,例如:Au、Pt)。典例:沙里淘金。②热分解法(适用于一些不活泼金属,例如:);请写出用热分解法冶炼金属的化学方程式。(一些不活泼的金属,它们是在金属活动顺序中位于氢后面的金属,如Hg、Ag等,其阳离子得电子能力很强,所以其还原的条件比较容易达到。Hg、Ag的氧化物受热就能分解得到单质)(1)(2)③热还原法(适用于大多数中等活泼金属,例如:),常用的还原剂有C、CO、H2、活泼金属等。请写出用热还原法冶炼金属的化学方程式。(1)高炉炼铁:(2)铝热反应炼铁:(3)氢气还原氧化铜:(4)焦炭还原氧化铜:④电解法(适合一些非常活泼金属,例如:)。请写出用电解法冶炼金属的化学方程式。(位于活动性顺序表中前端的金属如K、Na、Ca、Al等金属,我们知道其还原性很强,容易失去电子,而其对应的阳离子则氧化性很弱,很难得到电子;一般的还原剂都无法把它的阳离子还原出来。我们只能使用通电分解其熔融盐或氧化物的方法来冶炼。)(1)冶炼金属钠:(2)冶炼金属镁:(3)冶炼金属铝:⑤其他方法:火法炼铜:湿法炼铜:4、铝热反应:活泼金属Al能像CO一样做还原剂还原出金属,化学上把Al与金属氧化物发生的反应叫铝热反应。在反应中(装置如图),镁条作引燃物,氯酸钾作助燃剂,铝粉和某些金属氧化物的混合物作铝热剂。在Al与Fe2O3反应中,试回答:【说明】在该反应中,镁条和氯酸钾是引燃剂,镁条在空气中可以燃烧,氧气是氧化剂。但插入混合物中的部分镁条燃烧时,氯酸钾则是氧化剂,以保证镁条的继续燃烧,同时放出足够的热量引发氧化铁和铝粉的反应。由于该反应放出大量的热,只要反应已经引发,就可剧烈进行,放出的热使生成的铁熔为液态。①如何引发铝热反应(在把铝热剂加入漏斗后的其他操作)在铝热剂的表面撒一层氯酸钾,在其中央插一根镁条并点燃镁条。②该实验发生的现象。镁条剧烈燃烧,放出大量的热,发出耀眼的白光,纸漏斗内剧烈反应,纸漏斗被烧穿,有熔融物落入沙中。③发生反应的化学方程式,找出氧化剂和还原剂。5、铝热反应的应用:a:野外焊接;b:冶炼难熔金属请分别写出铝与MnO2、Cr2O3、V2O5发生铝热反应的化学方程式。地球上的金属矿产资源是有限的,无法再生,而且随着金属的使用,金属会被腐蚀而污染环境,那么我们应该具体怎么做呢?三、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【思维拓展】1、工业上用电解熔融的MgCl2冶炼镁而不用MgO,原因是:MgO的熔点高。2、工业上用电解熔融的Al2O3冶炼镁而不用AlCl3,原因是:AlCl3是共价化合物【自我检测】1、下列金属在自然界中以游离态存在的是(D)A.NaB.MgC.AlD.Au2、为什么人类使用铁器比使用铜器晚?金属的使用先后顺序与金属的冶炼的难易有关,下列金属按使用的先后顺序排列的是(A)A.Cu、Fe、Al、TiB.Fe、Al、Cu、TiC.Cu、Fe、Ti、AlD.Fe、Cu、Al、Ti3、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是(A)A.电解法B.热还原法C.热分解法D.铝热法4、冶炼金属一般有下列四种方法:①焦炭法②水煤气(或CO、或H2)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:(1)火烧孔雀石炼铜;(2)湿法炼铜。现代有:(3)铝热法炼铬;(4)从光卤石中炼镁。其中对它们的冶炼方法的分析不正确的是(B)A.(1)①B.(2)②C.(3)③D.(4)④5、下列有关金属冶炼的说法正确的是(D)A.利用铝热反应制单质镁B.工业炼铁是通过置换反应得到单质铁C.用氢气还原氧化镁炼镁D.电解熔融的氯化钠制钠【温馨提示】1、同一种金属可能有不同的冶炼方法,如Cu可用热还原法、火法冶炼、湿法冶炼。2、越活泼的金属,越难被冶炼,发现、使用时间越晚。3、铝热反应的实质是利用铝的强还原性,置换出较不活泼的金属,因此,利用该原理只能冶炼出活泼性比铝差的金属,如Al与MgO不反应。
本文标题:开发利用金属矿物和海水资源》
链接地址:https://www.777doc.com/doc-5998655 .html