内容发布更新时间 : 2024/5/6 0:17:10星期一 下面是文章的全部内容请认真阅读。

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第一节 开发利用金属矿物和海水资源

第1课时 金属矿物的开发利用

学习目标 1.了解金属在自然界中的存在形式。 2．掌握金属的冶炼方法。 3．掌握铝热反应原理及实验。 4．了解金属回收和资源保护的意义，认识和体会化学在自然资源开发和利用中的意义和作用。

[知 识 梳 理]

一、金属的冶炼

1．金属在自然界中存在的形态

除了金、铂等极少数金属以外，绝大多数金属以化合物的形式存在于自然界。在这些金属化合物中，金属元素都显正化合价。

2．金属冶炼的原理

金属冶炼的实质是根据氧化还原反应，使金属矿物中的金属阳离子得到电子生成金属单质的过程：Mn＋ne===M。

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核心素养建构 3．冶炼方法

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【自主思考】

工业上利用电解熔融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？

(MgO的熔点：2 852 ℃，MgCl2的熔点：714 ℃)

提示 由于MgO的熔点远远高于MgCl2的熔点，将MgO熔融需要能量较多，所以采用电解熔融MgCl2的方法制取Mg，冶炼金属也要考虑节能减排。

二、金属矿物的开发利用 1．合理开发利用金属资源

金属的冶炼需要消耗大量的资源和能源，还会造成环境污染，地球上的金属资源是有限的，是不可再生的，因此金属资源应合理地开发利用。

2．有效利用金属资源的途径

(1)提高金属的利用率，减少金属的使用量。 (2)加强金属资源的回收和再利用。 (3)使用其他材料代替金属材料。

[效 果 自 测]

1．判断正误，正确的打“√”，错误的打“×”。 (1)黄金的冶炼可用热分解法( )

(2)金属阳离子被还原，一定会得到金属单质( ) (3)工业上电解MgCl2溶液制取Mg( ) 答案 (1)× (2)× (3)× 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) (1)Fe、Zn、Cu等中等活泼金属________。 (2)Na、Mg、Al等活泼或较活泼金属________。

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(3)Hg、Ag等不活泼金属________。 (4)V、Cr、Mn、W等高熔点金属________。 答案 (1)① (2)④ (3)⑤ (4)③

探究一、金属的活泼性与冶炼方法 【合作交流】

1．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。

2．从自然界中获得金属单质，是否都必须发生氧化还原反应？

提示 否。有些金属单质化学性质稳定，如金、铂等，在自然界中主要以游离态形式存在，获得这些金属就不需要发生氧化还原反应，用富集的方法就可以，如淘金。

3．在金属中，铝元素在地壳中的含量居第一位，为什么铝的发现和使用比铜和铁要晚得多？ 提示 金属的发现和使用与金属的活动性密切相关，金属活动性越强，其相应的金属阳离子得电子的能力越弱，冶炼难度越大。铝是一种活动性较强的金属，用一般的还原剂很难将其还原，工业上采用最强有力的氧化还原手段——电解法进行冶炼，而铜和铁用一般的还原剂就可以达到目的，所以铝的发现和使用比铜和铁要晚得多。

【点拨提升】 1．金属的冶炼原理

金属冶炼的实质是使金属化合物中的金属阳离子得到电子被还原为金属单质的过程，即：Mn

＋

＋ne===M。

2．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 3.常用的热还原法 电解法 K、Ca、Na、Mg、 Zn、Fe、Sn、Al Pb(H)、Cu 强→弱 Hg、Ag Pt、Au －

弱→强 热还原法 热分解法 物理方法

【典题例证1】 下列金属冶炼原理错误的是( )

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