金属材料及金属矿物的开发利用PPT课件
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人教版高中化学必修二课件金属的开发和利用
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。
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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。
第一节 第1课时 金属矿物的开发利用
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要点突破
科海泛舟
3.金属活动性顺序与金属冶炼方法的关系
金属的活动 性顺序 金属原子 失电子能力 金属离子 得电子能力 主要冶 炼方法 电解法 热还原法 K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb (H) Cu 强→弱 Hg Ag Pt Au
弱→强
热分解法
物理方法
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【针对训练 2】 如图为铝热反应的实验装置, 请回答下列问题: ( 纸漏斗中铺在氧化铁和铝粉的混合物上面 1) 的物质是 。 ( 引发铝热反应的操作为 2) 。 ( 若将氧化铁换成氧化镁, 3) 该反应能否发生? ( 填“能”或“不能”)理由 , 是 。 ( 铝热反应的用途有哪些? 4) 。 解析: (1)铺在 Fe2O3 和 Al 粉混合物上面的物质是 KClO3, 作用是引发铝热反应。
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资源开发
勿忘环保
中国政府网 2011 年 1 月 19 日报道, 为加强我国稀土、铁矿资源的 保护和合理利用, 根据《矿产资源法》等法律法规, 国土资源部近日决定 在我国离子型稀土资源集中分布的江西省赣州市划定首批稀土矿产国 家规划区, 在钒钛磁铁矿资源集中分布的四川省攀西地区划定首批铁矿 国家规划矿区。其中, 攀枝花钒钛磁铁矿国家规划矿区面积约为 200.76 平方公里, 白马钒钛磁铁矿国家规划矿区面积约为 266.18 平方公里。 作为我国第二大铁矿矿区的攀西地区, 蕴藏着丰富的钒钛磁铁矿资 源。据 2009 年底的统计数据显示, 攀西地区已探明的铁矿石储量矿近 99 亿吨, 钒钛磁铁矿储量近 70 亿吨。
第三章 第4讲 用途广泛的金属材料及开发利用金属矿物
第4讲 用途广泛的金属材料及开发利用金属矿物[考纲要求] 1.知道铜及其重要化合物的性质。
2.了解合金的概念及重要应用。
3.了解常见金属的活动顺序及金属冶炼的一般方法。
4.了解化学科学发展对自然资源开发利用的作用。
考点一 铜及其化合物1． 单质铜(1)物理性质：紫红色固体，具有良好的延展性、导热性和导电性。
(2)化学性质写出图中有关反应的化学方程式或离子方程式：①化学方程式：2Cu ＋O 2＋CO 2＋H 2O===Cu 2(OH)2CO 3(绿色固体)。
②化学方程式：2Cu ＋S=====△Cu 2S 。
③与氧化性酸a ．与浓硫酸共热：Cu ＋2H 2SO 4(浓)=====△CuSO 4＋SO 2↑＋2H 2O ；b ．与稀硝酸反应的离子方程式：3Cu ＋8H ＋＋2NO －3===3Cu 2＋＋2NO ↑＋4H 2O 。
④与盐溶液反应(写离子方程式)a ．与硝酸银溶液：Cu ＋2Ag ＋===2Ag ＋Cu 2＋； b ．与FeCl 3溶液：Cu ＋2Fe 3＋===2Fe 2＋＋Cu 2＋。
3． 氢氧化铜(1)物理性质：蓝色不溶于水的固体。
(2)化学性质及应用4．CuSO4·5H2OCuSO4·5H2O为蓝色晶体，俗称蓝矾、胆矾。
无水CuSO4为白色粉末，遇水变蓝色(生成CuSO4·5H2O)，可作为水的检验依据。
深度思考波尔多液是一种农业上应用广泛的杀菌剂，它是由硫酸铜、生石灰和水按一定比例配成的天蓝色胶状悬浊液，思考下列问题(1)波尔多液能否用铁桶盛放？为什么？(2)波尔多液能杀菌的可能原因是什么？答案(1)不能。
原因是铁能置换波尔多液中的Cu2＋，降低杀菌能力。
(2)CuSO4是重金属盐，能使蛋白质变性。
题组一铜及其化合物的性质答案 D解析稀盐酸可以与Cu2(OH)2CO3反应，而且稀盐酸不能与Cu反应，所以可用稀盐酸除铜器表面的铜绿Cu2(OH)2CO3，Ⅰ、Ⅱ有因果关系，A错误；铜表面不能形成致密的氧化膜，铜与浓硫酸在一定温度下能发生反应，所以不能用铜制容器盛装浓硫酸，B错误；硫酸铜与氨水生成Cu(OH)2，Cu(OH)2受热分解生成黑色CuO，Ⅰ、Ⅱ均正确，但没有因果关系，C错误；蓝色硫酸铜晶体受热转化为白色硫酸铜粉末有新物质生成，属于化学变化，CuSO4可用作消毒剂，但与前者没有因果关系，D正确。
金属矿物的开发利用
法
K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb (H) Cu Hg Ag Pt Au
电解法
热还原法
热分解法 物理提 取法
随堂训练
1.下列各种冶炼方法中，可以制得相应金属的是
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
C
随堂训练
2. 宋朝初期，我国已将湿法炼铜应用于生产，其 反应原理为（ C ） A、CuO+H2==Cu+H2O B、CuO+CO==CO2+Cu
（1）热分解法：对于不活泼金属，由于其化合物不稳定， 常采用加热分解的方法冶炼。
2HgO 2Hg＋O2 ↑ 2Ag2O 4Ag＋O2 ↑ （2）热还原法：大多数金属的冶炼都是高温下使用还原 剂（如CO、H2、C(焦炭)）还原完成的。 高炉炼铁：Fe2O3 ＋ 3CO ＝ 2Fe ＋ 3CO2
高温
加热
铝热反应的应用：
①铝热反应会放出大量热，可用来冶炼高熔点相对较 不活泼金属（如Fe、Cr、V、Mn等）；②焊接钢轨。
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，冶炼钒、铬、锰等
14
其它铝热反应
高温
Fe2O3+2Al === 2Fe + Al2O3 3MnO2+4Al === 3Mn+ 2Al2O3
△ C、Fe+CuSO4==Cu+FeSO 4 △
2NaCl (熔融)
电解
2Na ＋ Cl2 ↑
电解熔融的氯化钠
金属冶炼方法的选择
K Ca Na Mg Al
电解法
Zn Fe Sn Pb (H) Cu
K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb (H) Cu Hg Ag Pt Au
电解法
热还原法
热分解法 物理提 取法
随堂训练
1.下列各种冶炼方法中，可以制得相应金属的是
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
C
随堂训练
2. 宋朝初期，我国已将湿法炼铜应用于生产，其 反应原理为（ C ） A、CuO+H2==Cu+H2O B、CuO+CO==CO2+Cu
（1）热分解法：对于不活泼金属，由于其化合物不稳定， 常采用加热分解的方法冶炼。
2HgO 2Hg＋O2 ↑ 2Ag2O 4Ag＋O2 ↑ （2）热还原法：大多数金属的冶炼都是高温下使用还原 剂（如CO、H2、C(焦炭)）还原完成的。 高炉炼铁：Fe2O3 ＋ 3CO ＝ 2Fe ＋ 3CO2
高温
加热
铝热反应的应用：
①铝热反应会放出大量热，可用来冶炼高熔点相对较 不活泼金属（如Fe、Cr、V、Mn等）；②焊接钢轨。
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，冶炼钒、铬、锰等
14
其它铝热反应
高温
Fe2O3+2Al === 2Fe + Al2O3 3MnO2+4Al === 3Mn+ 2Al2O3
△ C、Fe+CuSO4==Cu+FeSO 4 △
2NaCl (熔融)
电解
2Na ＋ Cl2 ↑
电解熔融的氯化钠
金属冶炼方法的选择
K Ca Na Mg Al
电解法
Zn Fe Sn Pb (H) Cu
化学必修2第四章金属矿物的开发和利用课件
A．从海带中提取碘单质的过程涉及氧化还原反应
B．往淡水中加入NaCl等配成人造海水，可用于海 产品的长途运输
C．赤潮主要是由工农业生产和生活废水引起沿海 水域的富营养化而造成的
D．海洋经济专属区的资源开发可获得Fe、Co、K 、Au、Mg、B等金属
碘的提取
海藻中含有丰富的碘元素(以 I－形式存 在)。实验室中提取碘的流程如下： 海藻 ―灼―烧→
（1）称取3g干海带，用刷子把干海带表面的附着 物刷净（不要用水洗，有I-）。 将海带剪碎， 用酒精润湿（便于灼烧）后，放在坩埚中。
（2）用酒精灯灼烧盛有海带的坩埚，至海带完全 成灰，停止加热，冷却。
（3）将海带灰转移到小烧杯中，再向烧杯中加入 10ml蒸馏水，搅拌，煮沸2min－3min，使 可溶物溶解，过滤。
海藻灰
―浸―泡→
悬浊液
――①→
含I－的 溶液
适―量―②C→l2
含I2溶液
――③→
碘的有 机溶液
―→
晶体碘
(1)实验操作③的名称是萃__取__分___液_，所用 主要仪器名称为_分__液__漏__斗_。
(2)提取碘的过程中，可供选择的有机试
剂是_B__、__D_(填序号)。
A．酒精(沸点78 ℃) B．四氯化碳(沸点77 ℃) C．甘油(沸点290 ℃) D．苯(沸点80 ℃)
2.热还原法
高温
Fe2O3+3CO == 2Fe+3CO2
加热
CuO+ H2 == Cu+H2O
要点二 铝热反应 1．反应实验
实验 操作
实验 现象
镁条剧烈燃烧，放出一定的热，使氧化铁 粉末和铝粉在较高温度下发生剧烈的反应。 反应放出大量的热，并发出耀眼的白光。 纸漏斗的下部被烧穿，有熔融物落入沙中
B．往淡水中加入NaCl等配成人造海水，可用于海 产品的长途运输
C．赤潮主要是由工农业生产和生活废水引起沿海 水域的富营养化而造成的
D．海洋经济专属区的资源开发可获得Fe、Co、K 、Au、Mg、B等金属
碘的提取
海藻中含有丰富的碘元素(以 I－形式存 在)。实验室中提取碘的流程如下： 海藻 ―灼―烧→
（1）称取3g干海带，用刷子把干海带表面的附着 物刷净（不要用水洗，有I-）。 将海带剪碎， 用酒精润湿（便于灼烧）后，放在坩埚中。
（2）用酒精灯灼烧盛有海带的坩埚，至海带完全 成灰，停止加热，冷却。
（3）将海带灰转移到小烧杯中，再向烧杯中加入 10ml蒸馏水，搅拌，煮沸2min－3min，使 可溶物溶解，过滤。
海藻灰
―浸―泡→
悬浊液
――①→
含I－的 溶液
适―量―②C→l2
含I2溶液
――③→
碘的有 机溶液
―→
晶体碘
(1)实验操作③的名称是萃__取__分___液_，所用 主要仪器名称为_分__液__漏__斗_。
(2)提取碘的过程中，可供选择的有机试
剂是_B__、__D_(填序号)。
A．酒精(沸点78 ℃) B．四氯化碳(沸点77 ℃) C．甘油(沸点290 ℃) D．苯(沸点80 ℃)
2.热还原法
高温
Fe2O3+3CO == 2Fe+3CO2
加热
CuO+ H2 == Cu+H2O
要点二 铝热反应 1．反应实验
实验 操作
实验 现象
镁条剧烈燃烧，放出一定的热，使氧化铁 粉末和铝粉在较高温度下发生剧烈的反应。 反应放出大量的热，并发出耀眼的白光。 纸漏斗的下部被烧穿，有熔融物落入沙中
2023届高三化学高考备考一轮复习：金属材料和矿物质的开发和利用课件
下列说法不正确的是 A．反应①产生的气体是 H2 B．反应②为 Al2O3＋2OH－══2AlO－ 2 ＋H2O C．反应③的白色沉淀是 Al(OH)3 D．黑色固体中不含 Al 和 Fe3O4
(D)
(2)(2022·山 东 滨 州 高 三 检 测 ) 铝 热 反 应 的 化 学 方 程 式 为 2Al ＋ Fe2O3═高═温═Al2O3＋2Fe。某同学对“铝热反应”的现象有这样的描述： “反应放出大量的热，并发出耀眼的光芒”“纸漏斗的下部被烧穿，有 熔融物落入沙中”。查阅《化学手册》知，Al、Al2O3、Fe、Fe2O3 的熔 点、沸点数据如下：
[提示] 镧镍合金可作储氢材料。
1．冶炼金属常用以下几种方法：
①热分解法 ②以活泼金属Na、Mg等作为还原剂 ③以C、CO或
H2作为还原剂 ④电解法 ⑤利用铝热反应原理还原 下列金属各采用哪种方法冶炼最佳(用上述方法的序号填空)。 (1)Fe、Zn、Cu等中等活泼金属___③___。 (2)Na、Mg、Al等活泼或较活泼金属__④____。 (3)Hg、Ag等不活泼金属__①____。 (4)V、Cr、Mn、W等高熔点金属___⑤___。
(2)(2022·经典习题汇编)下列关于金属冶炼方法的叙述不正确的
( D)
选项 金属 存在形式
冶炼方法
A 铜 化合态 铁的金属性比铜强，可将铁与CuSO4溶液反 应冶炼铜
B 银 化合态 银的金属性弱，用加热Ag2O的方法冶炼 C 铁 化合态 铝的金属性比铁强，可用铝热法炼铁
钠的金属性强，一般的还原剂很难将其还原 D 钠 化合态
[微点拨] 1．电解法冶炼活泼金属使用的是熔融的金属盐或金属氧 化物，而不是盐溶液。
2．铜除了用热还原法冶炼外，还可以用湿法炼铜或电解法进行冶 炼。
第14讲 金属材料 金属矿物的开发和利用
第14讲金属材料金属矿物的开发和利用1.下列关于铝及其化合物的说法,不正确的是( A )A.明矾可用作净水剂和消毒剂B.利用铝热反应可冶炼高熔点金属C.铝可用作包装材料和建筑材料D.氢氧化铝可用作治疗胃酸过多的药物[解析] 明矾中的Al3+水解生成Al(OH)3胶体,可以吸附水中的杂质,但是胶体不具有杀菌消毒的作用,A项错误。
2.钒具有广泛用途。
黏土钒矿中,钒以+3、+4、+5价的化合物存在,还包括钾、镁的铝硅酸盐,以及SiO2、Fe3O4。
采用如图所示工艺流程可由黏土钒矿制备NH4VO3。
该工艺条件下,溶液中金属离子开始沉淀和完全沉淀的pH如下表所示:金属离子Fe3+Fe2+Al3+Mn2+开始沉淀pH 1.97.0 3.08.1完全沉淀pH 3.29.0 4.710.1回答下列问题:(1)“酸浸氧化”需要加热,其原因是加快酸浸和氧化反应速率(促进氧化完全) 。
(2)“酸浸氧化”中,VO+和VO2+被氧化成V O2+,同时还有Fe2+(填离子符号)被氧化。
写出VO+转化为V O2+反应的离子方程式: VO++MnO2+2H+V O2++Mn2++H2O 。
(3)“中和沉淀”中,钒水解并沉淀为V2O5·x H2O,随滤液②可除去金属离子K+、Mg2+、Na+、Mn2+,以及部分的Al3+和Fe3+。
(4)“沉淀转溶”中,V2O5·x H2O转化为钒酸盐溶解,滤渣③的主要成分是Fe(OH)3。
(5)“调pH”中有沉淀生成,生成沉淀反应的化学方程式是Na[Al(OH)4]+HCl Al(OH)3↓+NaCl+H2O 。
(6)“沉钒”中析出NH4VO3晶体时,需要加入过量NH4Cl,其原因是利用同离子效应,促进NH4VO3尽可能析出完全。
[解析] (1)由于在常温下,酸浸、氧化反应较慢,所以可加热以加快酸浸和氧化反应速率。
(2)因Fe3O4中有Fe2+, Fe2+具有较强的还原性,易被MnO2氧化;VO+转化为V O2+反应的离子方程式为MnO2+2H++VO+V O2++Mn2++H2O。
人教版高中化学必修二课件：4.1.1金属矿物的开发利用
Ⅲ.2Al+Cr2O3
Al2O3+2Cr
Ⅳ.先从光卤石中提取 MgCl2,再电解熔融的 MgCl2:MgCl2(熔融)
Mg+Cl2↑。
则Ⅰ属于方法①,Ⅱ属于方法③,Ⅲ属于方法③,Ⅳ属于方法④。综
上分析,B 选项不正确。
答案:B
问题导学
当堂检测
迁移训练 1 人类历史上大量生产和使用铝、铁、钛、
铜四种金属的时间顺序是(
些金属性比它弱的金属置换出来。另外,在冶炼反应中放出大量的热量,
使反应体系维持在高温状态,可以把一些金属性较弱的金属从它们难
熔的金属氧化物中置换出来。
答案:D
问题导学
当堂检测
铝热反应
1.原理
用铝将金属氧化物中化合态的金属还原为金属单质。如 Fe2O3+2Al
2Fe+Al2O3,3Co3O4+8Al
(3)CO 还原 Fe2O3:Fe2O3+3CO
W+3H2O;
2Cr+Al2O3;
2Fe+3CO2。
问题导学
当堂检测
3.电解法
制取 Na、Mg、Al 时分别使用电解熔融态 NaCl、MgCl2、Al2O3
和冰晶石共熔体的方法:
①2NaCl(熔融)
2Na+Cl2↑;
②MgCl2(熔融)
Mg+Cl2↑;
)
A.铁、铝、铜、钛
B.铜、铁、铝、钛
C.铜、铁、钛、铝
D.铁、铜、铝、钛
解析:人们最早大量生产和使用的金属是铜,其次是铁,铝的大量生
产和使用才有近百年的历史,将来应用最广泛的金属是钛。
答案:B
问题导学
当堂检测
Al2O3+2Cr
Ⅳ.先从光卤石中提取 MgCl2,再电解熔融的 MgCl2:MgCl2(熔融)
Mg+Cl2↑。
则Ⅰ属于方法①,Ⅱ属于方法③,Ⅲ属于方法③,Ⅳ属于方法④。综
上分析,B 选项不正确。
答案:B
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迁移训练 1 人类历史上大量生产和使用铝、铁、钛、
铜四种金属的时间顺序是(
些金属性比它弱的金属置换出来。另外,在冶炼反应中放出大量的热量,
使反应体系维持在高温状态,可以把一些金属性较弱的金属从它们难
熔的金属氧化物中置换出来。
答案:D
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铝热反应
1.原理
用铝将金属氧化物中化合态的金属还原为金属单质。如 Fe2O3+2Al
2Fe+Al2O3,3Co3O4+8Al
(3)CO 还原 Fe2O3:Fe2O3+3CO
W+3H2O;
2Cr+Al2O3;
2Fe+3CO2。
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3.电解法
制取 Na、Mg、Al 时分别使用电解熔融态 NaCl、MgCl2、Al2O3
和冰晶石共熔体的方法:
①2NaCl(熔融)
2Na+Cl2↑;
②MgCl2(熔融)
Mg+Cl2↑;
)
A.铁、铝、铜、钛
B.铜、铁、铝、钛
C.铜、铁、钛、铝
D.铁、铜、铝、钛
解析:人们最早大量生产和使用的金属是铜,其次是铁,铝的大量生
产和使用才有近百年的历史,将来应用最广泛的金属是钛。
答案:B
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《金属资源的利用和保护》金属和金属材料PPT课件(第2课时)
Fe2O3 + 3CO 高温 2Fe + 3CO2
160
112
800t
X
16
800t
1012
X
160 X =11 2 × 800t
X = 560t
折合为含铁96%的生铁的质量为560t÷96%=583t
答：1000t可炼出生铁为583t
练习：要炼出含杂质3%的生铁2000吨，需要含四氧化 三铁90%的磁铁矿石的质量是多少？
。
4.铁锈很疏松,不能阻碍里层的铁继续与氧气、水蒸气反应,因
此铁制品可以全部被锈蚀,因而铁砂锈纸应及时除去。金属表面除锈
可以用物理方法,如刀刮、用
擦等。
5.讨论食品包装里纸袋中的铁粉有何作用? 防止食品氧化变质和受潮。
探究问题二:金属资源的保护
1.阅读课本P19—P20有关我国稀土资源的储量和利用的资料。
学完本课题你应该知道：P21
学生练习：1、根据铜绿的化学式Cu2(OH)2CO3分析铜生 锈的条件又是什么？
与氧气、水和二氧化碳接触
2、通过实验回答，铁钉在 下列哪些情况下容易生锈？ （1）在干燥的空气中 （2）在潮湿的空气中 （3）部分浸入食盐水中 （4）浸没在植物油中
3、如图所示实验，装置中出现的现象是（D ）
氧化碳与氧化铁的反
应来探究炼铁的原理
，装置如下图所示。
1请、回为答避有免关一问氧题化：碳污染空气，并回收利用一氧化碳，方
框中连接的是C和D，导管接口的连接顺序a→ → →
。
C装置中NaOH的作用是
db
。
除去残余的二氧化碳e
2、实验开始时，应先通一氧化碳再加热 (填“先加热再
通CO”或“先通CO再加热”)，目的赶是尽玻璃管内的空气
第五章第1节 金属材料与金属矿物(共68张PPT)
知识点二
金属矿物的开发利用
1.金属在自然界中的存在形式 游离 金、铂等化学性质不活泼的金属，在自然界以 态存在；化学性质较活泼的金属在自然界 化合 中以 态存在。 2．金属冶炼的一般步骤 (1)富集：除去杂质，提高矿石中有用成分的 还原剂 含量。 还原 (2)冶炼：利用氧化还原反应，用 把金 属矿石中的金属离子 成金属单质。 (3)精炼：提纯金属。
低碳钢 → 根据含碳量高低 中碳钢 → 根据化学成分→碳素钢 钢 → 高碳钢 →合金钢
(2)有色金属材料——铜和铝 ①铜合金 青铜 ，常见的铜合金还有 我国使用最早的合金是 黄铜 和 白铜 。 ②铝合金
常见种类：硅铝合金、镁铝合金、硬铝 小 、强度 高 、塑性 好 、易于加工、成本低 密度 性质特抗腐蚀能力 建筑业 主要用途 容器和包装业 交通运输及电子行业
熟记5个化学方程式 2Cu＋O2＋H2O＋CO2===Cu2(OH)2CO3(铜锈)， 3Cu＋8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O， Cu＋4HNO3(浓)===Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O， △ Cu＋2H2SO4(浓)=====CuSO4＋SO2↑＋2H2O， △ Cu(OH)2=====CuO＋H2O。
[特别提醒] (1)金属活动性顺序中，金属的位 置越靠后，其阳离子越容易被还原，金属的位 置越靠前，其阳离子越难被还原。一般来说在 金属活动顺序表中，排在Cu以后的用分解法或 直接提纯，排在Al以后和Cu以前用还原法，排 在Al以前的用电解法冶炼。 (2)冶炼Mg时只能电解MgCl2不能电解MgO(熔点 太高)。 (3)冶炼Al时只能电解Al2O3不能电解AlCl3(共价 化合物，熔融时不导电)。 (4)用热还原法得到的铜还要经过电解精炼才能 得到精铜。
自然资源的开发利用ppt课件
2.石油的综合利用
石油是一种粘稠的、深褐色液体。主要是由 1-50个碳原子的烷烃、环烷烃组成。石油的大部 分是液态烃，同时在液态烃里溶有少量的气态烃 和固态烃。主要由C、H元素组成，也含有H、O、 N、S等元素。
石
油① 的石 组油 成的
常 压 蒸 馏
②减压蒸馏 进一步分离重油，物尽其用。 如：润滑油、石蜡、燃料油、沥青等
电解法
热还原法
热分 解法
（3）电解法：
2NaCl（熔融）
电解
===
2Na+Cl2↑
电解
MgCl2（熔融）===Mg+Cl2↑
电解
2Al2O3（熔融）=冰=晶=石4Al+3O2↑
二.海水资源的开发利用
1.海水的淡化
蒸馏法、电渗析法、离子交换法
圆底烧瓶
海水蒸馏原理示意图
蒸馏烧瓶
太ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ能蒸发原理示意图
淀粉溶液 蓝色 四氯化碳 紫色
灼烧
溶解
过滤
5.海水中提取镁
(1)反应流程：
(2)有关反应的化学方程式： ①MgCl2＋Ca(OH)2===Mg(OH)2↓＋CaCl2 ②Mg(OH)2＋2HCl===MgCl2＋2H2O ③MgCl2·6H2O=H=△=C=l=MgCl2＋6H2O
通电 ④MgCl2(熔融)=====Mg＋Cl2↑
热还原法
热分 解法
（2）热还原法
CuO+H2 == Cu+H2O 2CuO+C == 2Cu+CO2↑ Fe2O3+3CO== 2Fe+3CO2
铝热反应
铝热剂：铝与氧 化铁的混合物
镁条为引燃剂 氯酸钾为助燃剂
高中化学人教版《金属材料》教学课件1
答案
高考真题实战
1． (2019·江苏高考 )下列有 关物质的性质与用途具 有对应关系的是 ()
A．NH4HCO3 受热易分解，可用作化肥 B．稀硫酸具有酸性，可用于除去铁锈 C．SO2 具有氧化性，可用于纸浆漂白 D．Al2O3 具有两性，可用于电解冶炼铝
答案
2．(2018·全国卷Ⅰ)磷酸亚铁锂(LiFePO4)电池是新能源汽车的动力电池 之一。采用湿法冶金工艺回收废旧磷酸亚铁锂电池正极片中的金属，其流 程如下：
3．金属冶炼的一般步骤 (1)富集：除去杂质，提高矿石中有用成分的含量。 (2)冶炼：利用氧化还原反应，用 01 __还__原__剂___把金属矿石中的金属离 子 02 _还__原___成金属单质。 (3)精炼：提纯金属。 4．金属冶炼方法 (1)金属冶炼方法与金属活动性的关系
(2)金属冶炼的方法(用化学方程式表示)
下列叙述错误的是( ) ④该有机物分子不含羧基和羟基，无法发生酯化反应，故④错误；
已知：CH3COOH（aq）＋NaOH（aq）==CH3COONa（aq）＋H2O（l） ΔH＝－Q1kJ·mol－1 A. 热稳定性：Na2CO3<NaHCO3
D．在平衡移动A时逆．反应合速率理先增大处后减理小 废旧电池有利于保护环境和资源再利用
(2)合金的物理性质相比于成分金属有所改变，但合金中各成分金属的 化学性质仍然不变。
(3)黑色金属材料和有色金属材料不是从材料的颜色上分的，铁、铬、 锰及其合金材料不是黑色的，仍为银白色，而有色金属中除金为黄色，铜 为红色外，其他绝大多数是银白色的。
1．判断正误，正确的画“√”，错误的画“×”，错误的指明错因。 (1)下列物质或材料都属于合金：钢、青铜、铝镁合金、水银、硅钢。( × ) 错因：水银是金属汞，属单质。 (2)合金中的金属元素以化合物的形式存在。( × ) 错因：在合金中，金属或非金属都是以单质的形式存在。 (3)合金的硬度低于成分金属，合金的熔点一般高于其成分金属。( × ) 错因：合金的硬度高于成分金属，合金的熔点一般低于它的成分金属。 (4)合金比纯金属的导电性更强。( × ) 错因：合金的导电性不一定比纯金属更强，如铝合金的导电性比纯铝 要差。 (5)合金不如纯金属的应用范围广。( × ) 错因：合金比纯金属的应用范围更广。
高考真题实战
1． (2019·江苏高考 )下列有 关物质的性质与用途具 有对应关系的是 ()
A．NH4HCO3 受热易分解，可用作化肥 B．稀硫酸具有酸性，可用于除去铁锈 C．SO2 具有氧化性，可用于纸浆漂白 D．Al2O3 具有两性，可用于电解冶炼铝
答案
2．(2018·全国卷Ⅰ)磷酸亚铁锂(LiFePO4)电池是新能源汽车的动力电池 之一。采用湿法冶金工艺回收废旧磷酸亚铁锂电池正极片中的金属，其流 程如下：
3．金属冶炼的一般步骤 (1)富集：除去杂质，提高矿石中有用成分的含量。 (2)冶炼：利用氧化还原反应，用 01 __还__原__剂___把金属矿石中的金属离 子 02 _还__原___成金属单质。 (3)精炼：提纯金属。 4．金属冶炼方法 (1)金属冶炼方法与金属活动性的关系
(2)金属冶炼的方法(用化学方程式表示)
下列叙述错误的是( ) ④该有机物分子不含羧基和羟基，无法发生酯化反应，故④错误；
已知：CH3COOH（aq）＋NaOH（aq）==CH3COONa（aq）＋H2O（l） ΔH＝－Q1kJ·mol－1 A. 热稳定性：Na2CO3<NaHCO3
D．在平衡移动A时逆．反应合速率理先增大处后减理小 废旧电池有利于保护环境和资源再利用
(2)合金的物理性质相比于成分金属有所改变，但合金中各成分金属的 化学性质仍然不变。
(3)黑色金属材料和有色金属材料不是从材料的颜色上分的，铁、铬、 锰及其合金材料不是黑色的，仍为银白色，而有色金属中除金为黄色，铜 为红色外，其他绝大多数是银白色的。
1．判断正误，正确的画“√”，错误的画“×”，错误的指明错因。 (1)下列物质或材料都属于合金：钢、青铜、铝镁合金、水银、硅钢。( × ) 错因：水银是金属汞，属单质。 (2)合金中的金属元素以化合物的形式存在。( × ) 错因：在合金中，金属或非金属都是以单质的形式存在。 (3)合金的硬度低于成分金属，合金的熔点一般高于其成分金属。( × ) 错因：合金的硬度高于成分金属，合金的熔点一般低于它的成分金属。 (4)合金比纯金属的导电性更强。( × ) 错因：合金的导电性不一定比纯金属更强，如铝合金的导电性比纯铝 要差。 (5)合金不如纯金属的应用范围广。( × ) 错因：合金比纯金属的应用范围更广。
化学8.3金属和金属材料《课题3金属资源的利用和保护》-课件
⑵计算样品中铁的质量分数；
解：⑵乙反应生成氢气的质量为150g+9g-158.7g＝0.3g。
设Fe的质量为X。
Fe + H2SO4 = FeSO4 + H2↑
56
2
X
0.3g
56 = 2
X
0.3g
2.工业炼铁：
原料：铁矿石、焦炭、石灰石
⑴原理： 焦炭在高温条件下跟O2反应生成CO,
CO作还原剂，在高温条件下把铁矿石中 的铁还原出来。
反应的化学方程式：
高温
Fe2O3+3CO===2Fe+3CO2 CO是还原剂；Fe2O3是氧化剂
⑵设备：炼铁高炉
铁矿石、焦炭、石灰石
高温
Fe2O3+3CO===2Fe+3CO2
顾国家利益的乱采矿。
⑷寻找金属代用品。如以塑代钢。
图8-26 金属的回收利用
回收一个铝制的易拉罐比制造一个新的铝制的易拉 罐要便宜20%，而且还可以节约金属资源和95%能源。 目前世界上有50%以上的铁和90%以上的金得到回收利 用。
反馈练习
1.在下列情况下，埋在地下的铸铁管道腐蚀最快的
是
（ C）
；能证明产
物中有铁粉的方法是：
用磁铁吸(或加稀盐酸有气泡) 。
⑶在组装仪器时，把玻璃管插入
橡胶管的操作方法 是 导管一端用水润湿后旋转插入 。
此装置有不完善的地方，请说出其中一种改进方
法： 用气球收集尾气或用燃着的酒精灯点燃
。
第八单元 金属和金属材料
课题3 金属资源的利用和保护
第二课时
P18~21
A.在潮湿、致密的土壤中
B.在干燥、致密的土壤中
第八章 第一节 第1课时 金属矿物的开发利用课件下学期高一化学人教版(2019)必修第二册
【补偿训练】
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.电解法
B.热还原法
C.热分解法
D.铝热法
【解析】选 A。锂的金属性介于钠、镁之间,应该与 Na、Mg 的冶炼方法相同, 即电解法。
探究任务二 铝热反应 【生产情境】 铝热反应是以铝粉和氧化铁为主要反应物的放热反应。当温度超过 1 250 ℃ 时,铝粉激烈氧化,燃烧而放出大量热。这种放热反应的温度可达 3 000 ℃以上。 铝热反应非常迅速,作用时间短。铝热反应原理可以应用在生产上,例如焊接钢 轨、冶炼难熔金属、制作传统的烟火剂等。
2.为什么冶炼镁时不能使用MgO,冶炼铝时不能使用AlCl3? 提示:因为氧化镁熔点太高,不易熔化,所以不用,而氯化镁熔点低,易熔化且 熔化后易电离出自由移动的阴、阳离子,所以用氯化镁;氯化铝是共价化合 物,熔化时不能电离出自由移动的阴、阳离子,所以不能使用,只能用熔点较 高的氧化铝。 3.金属活动性顺序与金属的冶炼方法有什么关系? 提示:大部分金属采用高温热还原法,不活泼金属(如Hg、Ag)采用直接加热 分解法,非常活泼的金属采用电解法。
湿法炼铜:_F__e_+_C_u_S_O__4_=_=_=_F_e_S_O__4+__C_u_
火法炼铜:_C_u_2_S_+_O__2_=_高=_=温_=__2_C__u_+_S_O_2_
【情境·思考】如图是我国古代和现代冶金的两张图片,那么人类使用金属 的年代先后顺序与金属的活动性有什么关系?
提示:金属冶炼方法的选择取决于金属在自然界中的存在状态和金属的活 泼性。金属越活泼,冶炼时所需条件要求越高,在人类历史上出现的相对晚 一些。金属越不活泼,冶炼的方法越简单,人们使用的时间越早,所以有青铜、 铁器等时代的发展历程。
第1课时 金属矿物的开发利用
△
4．下列说法正确的是（ D ） 下列说法正确的是（ A．Mg可以用置换法和电解法冶炼得到 Mg可以用置换法和电解法冶炼得到 B．Cu可以用电解法冶炼得到 Cu可以用电解法冶炼得到 C．Al可以用直接加热法冶炼得到 Al可以用直接加热法冶炼得到 D．Fe可以用铝热法冶炼得到 Fe可以用铝热法冶炼得到
5．在冶金工业上，均不能用通常化学还原剂制得的金属 在冶金工业上， 组是（ 组是（ A ） A．Na、Mg 、Al Na、 C．Fe、Cu、Ag Fe、Cu、 B．Na、K 、Zn Na、 D．Na、Ca、 D．Na、Ca、Cu
6．下列叙述正确的是（ A ） 下列叙述正确的是（ A．工业上用电解熔融氯化钠的方法制取钠 B．钠加入氯化镁的饱和溶液中可以制取金属镁 C．电解冶炼铝的原料是氯化铝 D．碳在高温下能还原氧化铝中的铝
高温 高温
利用铝热反应焊接金属
焊接钢轨 铝热反应应用 冶炼难熔的金属
Al等活泼金属 等活泼金属） （冶炼常用的还原剂有：焦炭、CO、H2、Al等活泼金属） 冶炼常用的还原剂有：焦炭、CO、
金属的回收和资源的保护 回收金属的意义： 回收金属的意义： （1）节约矿物资源；（2）节约能源； 节约矿物资源；（2 节约能源； ；（ （3）减少环境污染
电解槽
阅读了上面的故事，你有哪些思考？ 阅读了上面的故事，你有哪些思考？ 化学要研究怎样合理的、高效的利用自然界的资源。 化学要研究怎样合理的、高效的利用自然界的资源。 随着社会的发展，人们利用自然资源的能力逐渐提高。 随着社会的发展，人们利用自然资源的能力逐渐提高。 我们如何开发和利用金属呢？ 我们如何开发和利用金属呢？
高温 高温
2Cu + CO2 2Fe＋ 2Fe＋3CO2 W + 3H2O 高炉炼铁的 主要反应
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• 金属活动性与冶炼方法的关系
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金属活动性顺序表的应用
• 1．金属活动性顺序表及其应用
金属活动性顺序表
K、Ca、Na
Mg、Al、 Fe、Sn、 Cu、Hg、
Zn
Pb(H)
Ag
Pt
Au
原子失电子能力
由大到小，还原性由强到弱
阳离子得电子能力
由小到大，氧化性由弱到强(Fe对应Fe2＋)
①制取熔点较高、活泼性弱于 Al 的金属铬、锰、钨等； ②金属焊接，如野外焊接钢轨等
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• 合金的组成与性质
• (1)构成合金的成分不一定是两种或两种以上的金属，也可以是金属与非金属，合 金中一定含金属元素。合金一定是混合物。
• (2)常温下，多数合金是固态，但钾、钠合金呈液态。
• (3)合金的性质不是各成分金属的性质之和。合金具有许多良好的物理、化学和机 械性能，在许多方面不同于各成分金属，不是简单加和；但在化学性质上，一般 认为合金体现的是各成分金属的化学性质。
主要反应原理(举例) 2HgO==△===_2_H__g_＋__O__2↑___ 2Ag2O==△===4Ag＋O2↑ 2ZnO＋C==高=温==2Zn＋CO2↑ Fe2O3＋3CO==高=温==__2_F__e＋__3_C__O_2___(高炉炼铁) WO3＋3H2==△===___W__＋__3_H_2_O______ 3MnO2＋4Al==高=温==_3_M__n_＋__2_A__l2_O__3 __ 2Al2O3=冰=电晶=解=石=__4_A__l＋__3_O__2↑_______ MgCl2==电=解==___M__g_＋__C_l_2↑______ 2NaCl==电=解==2Na＋Cl2↑
选项 A B C
D
金属金 银 铁
钠
存在形式
冶炼方法
游离态 金子比沙子密度大，利用水洗法直接分离
化合态 化合态
银的金属性弱，用加热Ag2O的方法冶炼 用焦炭和空气反应产生的CO在高温下还原铁矿 石中铁的氧化物
钠的金属性强，一般还原剂很难将其还原出来， 化合态 所以用电解饱和NaCl溶液的方法冶炼
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第三章
金属及其化合物
第11讲 用途广泛的金属材料及开发利用金属矿物
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栏目导航
板块一
板块二
板块三
板块四
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考点二 金属材料及金属矿物的开发利用
• 1．合金 • (1)概念：是指两种或两种以上的金属(或金属与非金属)熔合而成的具有
______________的物质。 • (金2)性属能特：性合金具有不同于各成分金属的物理、化学性能或机械性能。 • ①熔点：一般比它的各成分金属都________。 • ②硬度和强度：一般比它的各成分金属都低________。
• 4．金属的冶炼
正
• (1)实质：___________________________________。
• (2)一般步骤 把金属从化合态还原为游离态
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方法名称
•( 3) 方 法 热还
原法
热分解法
C 作还原剂 CO 作还原剂 H2 作还原剂 活泼金属作还原剂
电解法
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有色金属材料合铜金及铜铜 铜合性 用金能 途：： ：青良 主铜好 要是的 用我导 于国电 电使性 器用和 和最导 电早热 子的性 工合业金、，建常筑见业的
还有黄铜和白铜
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• 3．金属在自然界中的存在形态
• 除 于了自然__界__中__金。__在、这__些__金__铂属__化等合极物少中数，金金属属外元，素绝都大显多数__金__属__以___化__合__价化__。合_的态形式存在
能置换出酸中的氢
不能置换出酸中的氢
与碱反应
仅Al、Zn能与强碱水溶液反应
与盐反应
先与水反应 排在前面的金属能把排在后面的金属从它的可 溶性盐溶液中置换出来
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• 1．判断正误，正确的划“√”，错误的划“×”。
• (1)合金中的金属元素以化合物的形式存在。( ×)
• •
((23))合下金列的物硬质度或低材于料成都分属金于属合，金合：金钢的、熔青点铜一 、般铝高镁于合其金成、分水金银属、硅。钢( 。(×)
)
×
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• 2．下列关于金属冶炼的方法叙述不正确的是( D)
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• (4)铝热反应
实验装置
实验现象 实验结论 原理应用
①镁带剧烈燃烧，放出一定的热，并发出耀眼的白光，氧化铁和铝粉 在较高温度下发生剧烈反应； ②纸漏斗的下部被烧穿，有熔融物落入沙中 高温下，铝与氧化铁发生反应，放出大量的热，反应的化学方程式为 _F_e_2_O_3_＋__2_A_l_=_=高_=_温=_=_2_F__e＋__A__l2_O__3 ___________________
与O2反应
常温易被氧化
常温能被 氧化
常温干燥 空气中不 易被氧化
加热时能 被氧化
不能被氧 化
与H2O反应
常温置换出氢
加热或与水蒸气反应置 换出氢
不能置换出水中的氢
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金属活动性顺序表 K、Ca、Na Mg、Al、 Fe、Sn、 Cu、Hg、 Pt Au
Zn
Pb(H)
Ag
与酸反应
剧烈反应并 置换出酸中 的氢
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• (2)几种有色金属材料
铝用性途能：：制良导好线的延展性和导电性
铝及铝
有色金属材料合金
性能：密度小、强度高、塑性好、易于成
铝合金用途：型主、要用制于造建工筑艺业简、单容、器成和本包低装廉业、
交通运输业、电子行业等
大
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2．常见金属材料
金属黑色金属材料：铁、铬、锰以及它们的合金 材料有色金属材料：除黑色金属以外的其他金属及其合金 (1)重要的黑色金属材料——钢 钢是用量最大，用途最广的合金。
钢碳素钢______低中高______碳碳碳______钢钢钢_______________： ：：韧 强硬性 度而、 高脆焊 ，，接 韧热性 性处好 及理， 加后强 工弹度 性性低 好好 __合__金__钢______：具有各种不同的优良性能，用于制不锈钢及各种特种钢