人教版高中化学必修二课件金属的开发和利用
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第一课时
•
钙 铀 云 母 蓝铜矿
钼 铅 矿
赤铜矿
•
孔雀石
一、金属矿物的开发和利用 自然界中的金属大都以化合态存在
金属的冶炼:
用化学的方法把化合态的金属变成游离态金属
冶炼原理：Mn+ + ne•
M
思考与交流：
请举例说明: 你都学过哪些化学反应, 可以将金属从化合态转变 成游离态?
•
1、热分解法（适合一些不活泼金属）
•
实验 现象
化学方 程式
高温
铝热反应的应用
铝热反应的原理可以应用在生产上，如用于焊接 钢轨等。在冶金工业上也常用这一反应原理，使铝与 金属氧化物反应，冶炼锰、铬、钴等 •
3MnO2+4Al === 3Mn+ 2Al2O3 Cr2O3+2Al === 2Cr + Al2O3 3Co3O4+8Al === 9Co + 4Al2O3
高温 高温
高温
•
根据金属的活泼性不同选 择不同的冶炼方法
K Ca Na Mg Al Zn Fe SnPb (H) Cu Hg Ag Pt Au
电解法
热还原法
（C,CO,H2,Al等）
热分 物理提 解法 取法
冶炼方法的选择:简单,实用,节省,环保
•
以铝为例，生产一吨原铝至少要消耗四吨铝土矿 资源。当前全球原铝的年产量约2500万吨，年消 耗铝土矿超过一亿吨，如果照此发展下去，地球 上的铝土矿资源就会越来越少，直至有一天枯竭。 如果人类消费的铝能够回收利用，只要回收利用 量达到产量的二分之一，每年就将减少铝土矿消 耗量约5000万吨，这对保护全球铝土矿资源具有 极为重要的意义。其次，利用废杂原料生产一吨 合金铝锭与用铝土矿原料生产一吨原铝锭相比， 可以节省95％以上的能源消耗。
•
8、以铁、氧化铜、稀硫酸三中物质为 原料，用两种方法制取铜。并说明古 代湿法炼铜的化学原理。
方法一：铁+稀硫酸 氢气 ， 氢气+氧 化铜 加热 铜 方法二：氧化铜+稀硫酸 酸铜+铁 铜 硫酸铜 ，硫
•
•
3、下列关于金属冶炼的说法不正确的是（ ） D A.金属冶炼是指用化学的方法将金属由化合态转 变为游离态
B.天然矿藏很少只含有一种金属元素，往往含有 较多杂质
C.金属的冶炼方法主要有热分解法,热还原法和 电解法三种方法 D.金属冶炼一定要用到还原剂
•
4、铝能冶炼某些熔点高,硬度大的金属 是因为铝 ( B ) A.具有导电性和导热性
2HgO === 2Hg + O2 ↑
加热
2Ag2O === 4Ag + O2 ↑
•
加热
2、电解法（适合一些非常活泼金属）
MgCl2 (熔融) === Mg + Cl2 ↑
2Al2O3 (熔融) 冰晶石 === 4Al + 3O2 ↑ 2NaCl (熔融) === 2Na + Cl2 ↑
电解
电解 电解
•
•
练习:
1、不同金属的冶炼，其冶炼方法也可 能不同，主要原因是（ D ） A.金属在自然界中的分布不同 B.金属在自然界中的含量不同 C.金属在自然界中存在形式不同 D.金属的活泼性不同
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2、下列金属冶炼的反应原理，正确的 是（ C ） 电解 A. 2KCl（溶液）== 2K+Cl2 ↑ B. MgO+ 3H2 == Mg+H O 2 高温 C. Fe3O4+4CO == 3Fe+4CO2 高温 D. 3NaCl + Al == 3Na + AlCl3
•
据有关资料统计， 每生产一吨原铝锭需要消耗能源 213．2TJ(电能 约占 82％ )，而生产一吨再生铝合金锭所需能源消 耗为5．5TJ(燃料约占80％)，仅为原铝锭生产能源 消耗的 2 ． 6 ％，优势比较明显。由于铝可以反复 循环使用，从再生铝废料中再生产铝，其节能效 果更加显著。另外，再生铝生产中二氧化碳的产 生量和排放量与原铝生产相比，大为减少。有资 料统计，再生铝生产可比用水电生产原铝减少二 氧化碳排放量 91% ，比用燃油发电减少二氧化碳 排放量 97 ％以上，比用煤发电减少的二氧化碳排 放量更多，环保效益十分显著。
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7、单质钛的机械强度高,抗蚀能力强,有“未来金 属”之称.工业上常用硫酸分解钛铁矿(FeTiO3) 的方法来制取,主要反应有: ①FeTiO3+3H2SO4=Ti(SO4)2+FeSO4+3H2O ②Ti(SO4)2+3H2O=H2TiO3+2H2SO4 ③H2TiO3=TiO2+H2O ④TiO2+2C+2Cl2=TiCl4+2CO ⑤TiCl4+2Mg=2MgCl2+Ti 下列叙述中,错误的是 ( BC) A.反应①是非氧化还原反应 B. 反应②是氧化还原反应 C. 反应④中TiO2是氧化剂 D. 从反应⑤可以看出金属Mg的还原性比金属Ti强
3、还原法（适用于大部分金属）
１）还原剂是C、CO、H2的。 CuO+H2 === Cu + H2O
高温
Fe2O3+3CO === 2Fe + 3CO2 ↑
•
高温
２）还原剂是活泼金属，如钠、镁、铝等。 CuSO4+Fe=FeSO4+Cu
实验4-1
注意观 察现象
•
铝粉和金属氧化物粉末的混合物称为铝热剂。 用铝粉作还原剂，在高温下还原其它金属的方 法，又称铝热反应。此法适用于冶炼高沸点的 金属。 镁条剧烈燃烧，放出热量， Fe2O3和 Al在较高温发生剧烈反 应，发出耀眼的光芒，纸漏斗下 部被烧穿，有熔融物落入沙中， 发现落下的是铁珠 Fe2O3+2Al === 2Fe + Al2O3
B.具有还原性,且生成氧化铝时放出大量 热 C.在空气中燃烧,发出耀眼的白光
D.是一种金属,且密度小,熔点较低
•
5、下列各种冶炼方法中，可以制得 相应金属的是（ C ） A、加热氧化铝 B、加热碳酸钙 C、电解熔融氯化钠 D、氯化钠与铝粉高温共热
6、根据金属在金属活动顺序表中的位置 及性质，推测制取下列金属最适宜的方法： 热还原法 ①Na 电解法 ②Zn 物理提取法 热分解法 ③Hg④ Au
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钙 铀 云 母 蓝铜矿
钼 铅 矿
赤铜矿
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孔雀石
一、金属矿物的开发和利用 自然界中的金属大都以化合态存在
金属的冶炼:
用化学的方法把化合态的金属变成游离态金属
冶炼原理：Mn+ + ne•
M
思考与交流：
请举例说明: 你都学过哪些化学反应, 可以将金属从化合态转变 成游离态?
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1、热分解法（适合一些不活泼金属）
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实验 现象
化学方 程式
高温
铝热反应的应用
铝热反应的原理可以应用在生产上，如用于焊接 钢轨等。在冶金工业上也常用这一反应原理，使铝与 金属氧化物反应，冶炼锰、铬、钴等 •
3MnO2+4Al === 3Mn+ 2Al2O3 Cr2O3+2Al === 2Cr + Al2O3 3Co3O4+8Al === 9Co + 4Al2O3
高温 高温
高温
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根据金属的活泼性不同选 择不同的冶炼方法
K Ca Na Mg Al Zn Fe SnPb (H) Cu Hg Ag Pt Au
电解法
热还原法
（C,CO,H2,Al等）
热分 物理提 解法 取法
冶炼方法的选择:简单,实用,节省,环保
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以铝为例，生产一吨原铝至少要消耗四吨铝土矿 资源。当前全球原铝的年产量约2500万吨，年消 耗铝土矿超过一亿吨，如果照此发展下去，地球 上的铝土矿资源就会越来越少，直至有一天枯竭。 如果人类消费的铝能够回收利用，只要回收利用 量达到产量的二分之一，每年就将减少铝土矿消 耗量约5000万吨，这对保护全球铝土矿资源具有 极为重要的意义。其次，利用废杂原料生产一吨 合金铝锭与用铝土矿原料生产一吨原铝锭相比， 可以节省95％以上的能源消耗。
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8、以铁、氧化铜、稀硫酸三中物质为 原料，用两种方法制取铜。并说明古 代湿法炼铜的化学原理。
方法一：铁+稀硫酸 氢气 ， 氢气+氧 化铜 加热 铜 方法二：氧化铜+稀硫酸 酸铜+铁 铜 硫酸铜 ，硫
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3、下列关于金属冶炼的说法不正确的是（ ） D A.金属冶炼是指用化学的方法将金属由化合态转 变为游离态
B.天然矿藏很少只含有一种金属元素，往往含有 较多杂质
C.金属的冶炼方法主要有热分解法,热还原法和 电解法三种方法 D.金属冶炼一定要用到还原剂
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4、铝能冶炼某些熔点高,硬度大的金属 是因为铝 ( B ) A.具有导电性和导热性
2HgO === 2Hg + O2 ↑
加热
2Ag2O === 4Ag + O2 ↑
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加热
2、电解法（适合一些非常活泼金属）
MgCl2 (熔融) === Mg + Cl2 ↑
2Al2O3 (熔融) 冰晶石 === 4Al + 3O2 ↑ 2NaCl (熔融) === 2Na + Cl2 ↑
电解
电解 电解
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练习:
1、不同金属的冶炼，其冶炼方法也可 能不同，主要原因是（ D ） A.金属在自然界中的分布不同 B.金属在自然界中的含量不同 C.金属在自然界中存在形式不同 D.金属的活泼性不同
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2、下列金属冶炼的反应原理，正确的 是（ C ） 电解 A. 2KCl（溶液）== 2K+Cl2 ↑ B. MgO+ 3H2 == Mg+H O 2 高温 C. Fe3O4+4CO == 3Fe+4CO2 高温 D. 3NaCl + Al == 3Na + AlCl3
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据有关资料统计， 每生产一吨原铝锭需要消耗能源 213．2TJ(电能 约占 82％ )，而生产一吨再生铝合金锭所需能源消 耗为5．5TJ(燃料约占80％)，仅为原铝锭生产能源 消耗的 2 ． 6 ％，优势比较明显。由于铝可以反复 循环使用，从再生铝废料中再生产铝，其节能效 果更加显著。另外，再生铝生产中二氧化碳的产 生量和排放量与原铝生产相比，大为减少。有资 料统计，再生铝生产可比用水电生产原铝减少二 氧化碳排放量 91% ，比用燃油发电减少二氧化碳 排放量 97 ％以上，比用煤发电减少的二氧化碳排 放量更多，环保效益十分显著。
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7、单质钛的机械强度高,抗蚀能力强,有“未来金 属”之称.工业上常用硫酸分解钛铁矿(FeTiO3) 的方法来制取,主要反应有: ①FeTiO3+3H2SO4=Ti(SO4)2+FeSO4+3H2O ②Ti(SO4)2+3H2O=H2TiO3+2H2SO4 ③H2TiO3=TiO2+H2O ④TiO2+2C+2Cl2=TiCl4+2CO ⑤TiCl4+2Mg=2MgCl2+Ti 下列叙述中,错误的是 ( BC) A.反应①是非氧化还原反应 B. 反应②是氧化还原反应 C. 反应④中TiO2是氧化剂 D. 从反应⑤可以看出金属Mg的还原性比金属Ti强
3、还原法（适用于大部分金属）
１）还原剂是C、CO、H2的。 CuO+H2 === Cu + H2O
高温
Fe2O3+3CO === 2Fe + 3CO2 ↑
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高温
２）还原剂是活泼金属，如钠、镁、铝等。 CuSO4+Fe=FeSO4+Cu
实验4-1
注意观 察现象
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铝粉和金属氧化物粉末的混合物称为铝热剂。 用铝粉作还原剂，在高温下还原其它金属的方 法，又称铝热反应。此法适用于冶炼高沸点的 金属。 镁条剧烈燃烧，放出热量， Fe2O3和 Al在较高温发生剧烈反 应，发出耀眼的光芒，纸漏斗下 部被烧穿，有熔融物落入沙中， 发现落下的是铁珠 Fe2O3+2Al === 2Fe + Al2O3
B.具有还原性,且生成氧化铝时放出大量 热 C.在空气中燃烧,发出耀眼的白光
D.是一种金属,且密度小,熔点较低
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5、下列各种冶炼方法中，可以制得 相应金属的是（ C ） A、加热氧化铝 B、加热碳酸钙 C、电解熔融氯化钠 D、氯化钠与铝粉高温共热
6、根据金属在金属活动顺序表中的位置 及性质，推测制取下列金属最适宜的方法： 热还原法 ①Na 电解法 ②Zn 物理提取法 热分解法 ③Hg④ Au