第1课时 金属矿物的开发利用 课前自主预习 一、金属元素的存在 金属元素在自然界中的存在形态除了金、铂等少数金属以游离态外，绝大多数金属以化合态形式存在于自然界，在这些化合物中金属元素都显正价。 二、金属的冶炼 1．(1)金属的冶炼是指将金属从其化合物中还原出来用于生产和制造各种金属材料的过程。 (2)金属活动性顺序为K、Ca、Na、Mg、Al、Zn、Fe、Sn、Pb(H)、Cu、Hg、Ag、Pt、Au。 (3)金属冶炼的常用方法有热分解法、热还原法、电解法。 (4)铝热反应是指铝粉与某些金属氧化物在较高温度下，发生剧烈反应并放出大量的热的化学反应，用途为焊接钢轨、冶炼难熔金属。 2．由于金属的化学活动性不同，金属离子得到电子还原成金属原子的能力也就不同，因此必须采用不同的冶炼方法。 (1)热分解法：适用于冶炼金属活动性较差的金属，如汞和银。 (2)热还原法：用还原剂(C、CO、H2、Al等)还原金属氧化物，适合于金属活动性介于Zn～Cu之间的大多数金属的冶炼。如： Fe2O3＋3CO2Fe＋3CO2 2CuO＋C2Cu＋CO2↑ 2Al＋Cr2O32Cr＋Al2O3 WO3＋3H2W＋3H2O 这类金属中若金属以硫化物或碳酸盐形式存在时，首先将其转化成氧化物后再还原，如： 2ZnS＋3O22ZnO＋2SO2 2ZnO＋C2Zn＋CO2↑ (3)电解法：适合冶炼金属活动性很强的金属(一般是在金属活动顺序表中排在铝前边的金属)。如：2NaCl(熔融)2Na＋Cl2↑ 2Al2O3(熔融)4Al＋3O2↑ MgCl2(熔融)Mg＋Cl2↑ 3．合理开发和利用金属矿物资源 地球上的金属矿物资源是有限的，我们必须学会合理开发和利用这些矿物资源。达到此目的的主要途径有： (1)有效地使用金属产品、材料； (2)提高金属矿物的利用率； (3)用其他材料代替金属材料，减少金属的使用量； (4)加强金属资源的回收和再利用。 课堂互动探究 金属的冶炼 将矿石中的金属从其化合物中还原出来用于生产和制造各种金属材料，这一过程在工业上称为金属的冶炼。 (1)金属冶炼的实质：Mn＋＋ne－===M。 (2)金属冶炼的步骤：富集―→冶炼―→精炼。 (3)金属冶炼的方法如下表所示。 铝热反应的原理和实验 1．概念 铝和金属氧化物在高温下发生剧烈反应并放出大量热的化学反应。 2．原理 Al作还原剂，另一种氧化物作氧化剂，用铝将氧化物中的金属置换出来。 3．铝热剂 铝粉和某些金属氧化物(Fe3O4、Cr2O3、V2O5等)组成的混合物。 4．反应特点 在高温下进行，反应迅速并放出大量的热，新生成的金属单质呈熔融态且易与Al2O3分离。 5．应用 冶炼难熔的相对较不活泼的金属，如V、Cr、Mn等；焊接钢轨等。 6．实验 典例题组训练 题组一 金属的冶炼 1．冶炼金属一般有下列四种方法：①焦炭法；②水煤气(或H2或CO)法；③活泼金属置换法；④电解法。四种方法在工业上均有应用。古代有：(Ⅰ)火烧孔雀石炼铜；(Ⅱ)湿法炼铜。现代有：(Ⅲ)铝热法炼铬；(Ⅳ)从光卤石中炼镁。其中对它们的冶炼方法的分析中不正确的是( B ) A．(Ⅰ)① B．(Ⅱ)② C．(Ⅲ)③ D．(Ⅳ)④ 解析：(Ⅰ)孔雀石的主要成分是碱式碳酸铜，灼热分解的产物CuO，可用①焦炭还原成Cu，Cu2(OH)2CO32CuO＋CO2↑＋H2O,2CuO＋C2Cu＋CO2↑，(Ⅱ)将铜盐溶液中的Cu2＋，用③活泼的金属置换出来：Fe＋CuSO4===FeSO4＋Cu，(Ⅲ)将三氧化二铬中的铬，用③活泼金属Al置换出来：Cr2O3＋2AlAl2O3＋2Cr，(Ⅳ)光卤石的主要成分是KCl·MgCl2·6H2O，从中得到MgCl2，再用④电解熔融的MgCl2得到Mg，MgCl2(熔融)Mg＋Cl2↑。 2．(双选)下列金属冶炼的反应原理，错误的是( AB ) A．2AlCl3(熔融)2Al＋3Cl2↑ B．MgO＋H2Mg＋H2O C．Fe3O4＋4CO3Fe＋4CO2 D．2HgO2Hg＋O2↑ 解析：Al、Mg很活泼，应用电解法，但应该选用电解Al2O3的方法制备Al，A错误，B错误；铁属较活泼金属，可用热还原法，C正确；较不活泼金属汞可用 ... ...
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