第八章　第一节　课时1　金属矿物的开发利用（含解析）

第一节　自然资源的开发利用 1.掌握金属冶炼的实质与方法,理解金属活动性与冶炼方法之间的关系,了解金属的回收利用与资源的保护方法。 2.了解海水资源的概况,掌握海水水资源和化学资源开发利用的基本方法,树立资源保护意识及合理开发意识。 3.了解煤、石油和天然气的成分,掌握煤气化、液化及干馏等综合利用方法和石油分馏、裂化、裂解的原理及产品。 课时1　金属矿物的开发利用 　　一、金属元素的存在和金属冶炼的实质 　　1　自然界中金属元素的存在形式 　　在一百多种元素中,金属元素占了八十多种。自然界所存在的金属元素中,除了金、铂等极少数金属以单质形式存在外,绝大多数金属都是以化合物的形式存在于自然界中,在化合物中,金属元素的化合价均为正价。 　　2　金属冶炼的实质 　　金属与合金材料是现代社会中重要的材料,金属与合金中的金属元素都是以游离态的形式存在,在工业中需要通过金属的冶炼制取各种金属与合金。由于矿石中的金属元素都以化合态存在,所以金属冶炼的实质就是使金属化合物中的金属离子得到电子变成金属原子。即Mn++ne-===M。 　　二、金属冶炼的方法 　　1　热分解法 　　热分解法是直接用加热分解的方法将金属元素从化合物中还原出来。这种方法适用于不活泼金属的冶炼。 例如: 　　2HgO2Hg+O2↑ 　　2　电解法 　　电解法是通过电解熔融态的金属氧化物或盐,使金属元素从化合物中还原出来。这种方法适用于非常活泼的金属的冶炼。例如: 　　2Al2O3(熔融)4Al+3O2↑ 　　MgCl2(熔融)Mg+Cl2↑ 　　2NaCl(熔融)2Na+Cl2↑ 　　3　热还原法 　　热还原法是在加热或高温条件下,用还原剂将金属元素从化合物中还原出来。这种方法适用于大部分金属的冶炼。常用的还原剂有氢气、碳、一氧化碳、活泼金属等。 　　(1)用H2作还原剂 　　CuO+H2Cu+H2O 　　WO3+3H2W+3H2O 　　(2)用CO作还原剂 　　Fe2O3+3CO2Fe+3CO2 　　CuO+COCu+CO2 　　(3)用C作还原剂 　　CuO+CCu+CO↑ 　　ZnO+CZn+CO↑ 　　(4)铝热反应 　　在高温下,铝与氧化铁反应,放出大量的热,化学方程式为Fe2O3+2Al2Fe+Al2O3。 例题1　金属的冶炼体现了人类文明的发展历程,下列关于工业冶炼金属说法正确的是(　　) A.制钠:高温分解NaCl制备Na B.制镁:电解MgCl2溶液制备Mg C.制铁:CO在高温下还原铁矿石中铁的氧化物 D.制铜:“曾青(CuSO4)得铁,则化为铜”,原理为2Fe+3Cu2+===2Fe3++3Cu 【解析】钠的性质活泼,工业上采用电解熔融氯化钠的方法制钠,故A错误;工业上采用电解熔融氯化镁的方法冶炼镁,电解氯化镁溶液时,阴极氢离子放电生成氢气,故B错误;工业上采用热还原法冶炼铁,即CO在高温下还原铁矿石中铁的氧化物,故C正确;“曾青(CuSO4)得铁,则化为铜”,原理为Fe+CuSO4===Cu+FeSO4,故D错误。 【答案】C 例题2　下列有关如图所示流程的判断正确的是(　　) A.流程中涉及的反应均为非氧化还原反应 B.反应②产生的阴离子主要为C C.实验室中完成反应③应在蒸发皿中进行 D.反应①的离子方程式为Al2O3+2OH-+3H2O===2[Al(OH)4]- 【解析】电解熔融Al2O3的反应属于氧化还原反应,反应的化学方程式为2Al2O3(熔融)4Al+3O2↑,A错误;四羟基合铝酸钠在溶液中与过量的CO2生成Al(OH)3和NaHCO3,产生的阴离子主要为碳酸氢根离子,B错误;反应③是灼烧固体氢氧化铝,实验室中灼烧固体用坩埚,C错误;反应①是Al2O3与NaOH溶液发生反应产生四羟基合铝酸钠,发生的主要反应为Al2O3+2OH-+3H2O===2[Al(OH)4]-,D正确。 【答案】D 例题3　(不定项选择题)铁是应用最广泛的金属,到目前为止,人类研制出了很多炼铁的方法。某研究性学习小组同学在实验室中模拟工业炼铁的过程,实验装置如图所示: 下列关于此实验的说法正确的是(　　) A.根据玻璃管内的粉末由红棕色逐渐变黑的现象,可以判断生成了单质铁 ... ...