資源簡介

(共24張PPT)
第八章
化學與可持續發展
第一節　自然資源的開發利用
課題1　金屬礦物的開發利用
內容索引
學習目標
活動方案
課堂反饋
學 習 目 標
1. 認識氧化還原反應在金屬冶煉中的作用。
2. 掌握常見金屬的冶煉方法。
活 動 方 案
1．根據你的經驗和所掌握的知識，舉例說說什么樣的金屬在自然界中以單質(游離態)形式存在？什么樣的金屬在自然界中以化合物(化合態)形式存在？
【答案】 金和鉑等少數化學性質不活潑的金屬，在自然界中以游離態存在；多數金屬如鈉、鎂和鐵(隕鐵除外)等化學性質比較活潑的金屬，在自然界中以化合態存在。
活動一：了解金屬在自然界中的存在形式
2．閱讀下列材料，回答問題。
從金屬利用的歷史來看，先是青銅器時代，而后是鐵器時代，鋁的利用是近百年的事。一般認為人類知道的第一種金屬是金，其次是銅。部分金屬的發現時間如下圖所示。
最初人們用石斧把自然界中的天然銅砍下來，錘打成多種器物。隨著生產的發展，人們找到了從銅礦中取得銅的方法。含銅的礦物比較多見，例如黃銅礦(CuFeS2)、孔雀石[Cu2(OH)2CO3]、石青[2CuCO3·Cu(OH)2]等，將這些礦石在空氣中焙燒后形成氧化銅，再用碳還原，就得到金屬銅。
(1) 金、銅、鐵和鋁發現的先后順序取決于什么因素？
【答案】 金屬活動性順序和金屬冶煉的難易程度，金屬在自然界中儲量等。其中主要與金屬的活潑性密切相關，金屬越活潑，越難冶煉，所以鋁的發現和使用比銅和鐵要晚得多。
(2) 銅元素在自然界的存在形式是什么？
【答案】 既有游離態，又有化合態。
(3) 寫出將孔雀石投入炭火中焙燒分解，并被還原為金屬銅的化學方程式。
1．從氧化還原的角度看，金屬冶煉的原理是什么？
【答案】 金屬冶煉過程實際是化合物中金屬陽離子得到電子被還原為金屬單質的過程；金屬越活潑，其相應的金屬陽離子得電子的能力越弱，冶煉難度越大。
活動二：認識氧化還原反應在金屬冶煉中的作用
2．查閱資料，寫出下列金屬冶煉原理的化學方程式。
金屬 冶煉原理的化學方程式
Na
Mg
Al
Fe
Hg
Ag
3．金屬的冶煉可分為熱還原法、熱分解法和電解法。請你將對應的方法填入下表中。
金屬的活動順序 K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb (H) Cu Hg Ag Pt Au
金屬離子得電子能力 主要冶煉方法
逐漸增強
電解法
熱還原法
熱分解法
1．如右圖所示，用兩張圓形濾紙分別折疊成漏斗狀，套在一起，使四周都有四層。把內層漏斗取出，在底部剪一個孔，用水潤濕，再跟另一紙漏斗套在一起，架在鐵圈上，下面放置盛沙的蒸發皿。將5 g炒干的氧化鐵粉末和2 g鋁粉混合均勻，放在紙漏斗中，上面加少量氯酸鉀并在混合物中間插一根鎂條，用小木條點燃鎂條。實驗中可以觀察到火星四濺，有紅熱的鐵球落到蒸發皿中。
活動三：了解鋁熱反應及應用
(1) 如何用簡單的方法證明生成物為金屬鐵？
【答案】 用磁鐵吸引生成物，若被吸引則為鐵。
(2) 鎂條燃燒可以使溫度升高，氯酸鉀在高溫下分解出氧氣可以加快鎂條的燃燒。寫出氧化鐵與鋁粉反應的化學方程式。
2．在野外焊接鐵軌時，常使用鋁熱反應，原理是什么？
【答案】 利用鋁熱反應產生的鐵水將鐵軌焊接在一起。
3．在建筑的爆破中，常使用鋁熱反應來熔斷鋼筋，原理是什么？
【答案】 利用鋁熱反應產生的高溫可以將鋼筋熔斷。
課 堂 反 饋
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3
6
1．下列說法正確的是(　 　)
A．金屬在地殼中的儲量越大，就會越早被人類使用
B．冶煉金屬時，必須加入一種物質作為還原劑
C．金屬由化合態變為游離態，都是被還原
D．金屬單質被發現和應用得越早，其活動性一般越強
C
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4
5
1
3
6
2．金屬材料在日常生活以及生產中有著廣泛的運用。下列關于金屬的說法不正確的是(　 　)
A．合金的性質與其成分金屬的性質不完全相同
B．工業上金屬Mg用電解熔融的氧化鎂制得
C．金屬冶煉的本質是金屬陽離子得到電子變成金屬原子
D．越活潑的金屬越難冶煉
B
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B
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6
4．鋁熱反應可用于野外焊接鋼軌，實驗室模擬裝置如圖所示。下列說法不正確的是(　 　)
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C
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5．絕大多數金屬以化合物的形式存在于自然界中，采用不同的冶煉方法可以獲得各種金屬單質，如：①焦炭法；②水煤氣或氫氣或一氧化碳法；③活潑金屬置換法；④電解法。
現有下列五種工藝：(Ⅰ)火燒孔雀石[Cu2(OH)2CO3]煉銅；(Ⅱ)濕法煉銅；(Ⅲ)通過鋁熱法用三氧化二鉻煉鉻；(Ⅳ)用一氧化碳與氧化鐵反應煉鐵；(Ⅴ)用氯化鎂煉鎂。分別寫出五種工藝所涉及的化學方程式。
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(Ⅰ)__________________________________________________；
(Ⅱ)_____________________________________；
(Ⅲ)________________________________________；
(Ⅳ)________________________________________；
(Ⅴ)___________________________________。
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Fe＋CuSO4===Cu＋FeSO4
2
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5
3
6
6．以鋁土礦(主要成分為Al2O3，還含有少量Fe2O3)為原料制取鋁的工藝流程如下：
1
(1) 流程中所示的“濾渣”為____________，“濾液”中所含溶質為______________。
(2) “反應2”的化學方程式為______________________________。
Fe2O3
NaHCO3
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