高中第一单元 金属的冶炼方法课文配套课件ppt

这是一份高中第一单元 金属的冶炼方法课文配套课件ppt，共42页。PPT课件主要包含了自主预习·新知导学，合作探究·释疑解惑，课堂小结，探究任务1，探究任务2等内容，欢迎下载使用。

一、金属的存在形式1.金属材料的性质:金属材料既有良好的可塑性,坚固耐用,而且还有导电、导热等诸多优良性能。
2.金属元素的存在。(1)游离态:在自然界中,只有少量的金属元素以游离态形式存在于地壳中,如自然金和自然银等,铁元素的单质主要存在于陨石中。(2)化合态:地壳中的大部分金属元素都是以化合态形式存在的。例如,铁元素存在于赤铁矿(主要成分为Fe2O3)中,铝元素存在于铝土矿(主要成分为Al2O3)中,银元素也有辉银矿(Ag2S)、碲银矿(Ag2Te)等形式存在。
3.金属使用的发展历程:金属铜在约6 000年前已被大规模利用,铁的使用在约2 500年前,而铝的使用在约200年前,这与金属的活动性及人类冶炼金属的技术有关。 
二、金属的冶炼1.金属冶炼的含义:利用化学反应使金属元素从化合态变为游离态的过程称为金属冶炼。2.常用方法。(1)热分解法:像银这样的不活泼金属,可以采用热分解法进行冶炼,即通过加热它们的氧化物使其分解生成金属单质和氧气。氧化银分解的化学方程式为2Ag2O 4Ag+O2↑。
(2)高温还原法。①含义:高温下借助还原剂的冶炼方法称为高温还原法。②常用的还原剂:C、CO、H2和活泼金属等。③高炉炼铁。a.原料:铁矿石、焦炭和石灰石等;
④铝热反应:利用铝热反应原理焊接钢轨的化学方程式为Fe2O3+2Al 2Fe+Al2O3。(3)电解法:较活泼的金属(钠、镁、铝等),一般的还原剂很难将它们从化合物中还原出来,常采用电解熔融的化合物来制备这些金属。
【自主思考1】 金属单质的还原性与其阳离子的氧化性有怎样的关系?提示:金属单质的还原性越强,其阳离子的氧化性一般越弱。【自主思考2】 金属的活动性与其冶炼难易有什么关系?提示:金属活动性越强,即还原性越强,其阳离子的氧化性越弱,越难还原为金属单质,冶炼越困难。
【效果自测】 1.判断正误,正确的画“√”,错误的画“×”。(1)金属在自然界中的存在形式只有化合态没有游离态。(　　)(2)地壳中含量最高的金属元素是铁,其次是铝。(　　)(3)金属越活泼往往越难冶炼,发现的越晚。(　　)(4)化合态的金属元素被还原时,一定得到相应的金属单质。(　　)
(5)金属冶炼过程中,被冶炼的金属既可被氧化,也可被还原。(　　)(6)Na、K等活泼金属可用CO还原法冶炼。(　　)(7)铝的冶炼方法是电解熔融的AlCl3。(　　)
2.从石器、青铜器到铁器时代,金属的冶炼体现了人类文明的发展水平。下图表示了三种金属被人类大规模开发利用的大致年限,之所以有先后,主要取决于(　　)。A.金属的化合价高低B.金属的活动性强弱C.金属的导电性强弱D.金属在地壳中的含量多少
答案:B解析:活动性越弱的金属,其化合态越易被还原,越易被冶炼成单质。
3.冶炼金属常用以下几种方法。①以C、CO或H2作还原剂　②以活泼金属Na、Mg等还原　③利用铝热反应原理还原　④电解法　⑤热分解法把上述冶炼方法填入下列横线上(用序号填写)。(1)Fe、Zn、Cu等中等活泼金属　　　　。 (2)Na、Mg、Al等活泼或较活泼金属　　　　。 (3)Hg、Ag等不活泼金属　　　　。 (4)V、Cr、Mn、W等高熔点金属　　　　。 (5)K、Rb、Cs、Ti等金属通常还原方法是　　　　。 
答案:(1)①　(2)④　(3)⑤　(4)③　(5)②解析:中等活泼的金属用高温还原法冶炼,活泼金属用电解法冶炼,不活泼金属用热分解法冶炼,高熔点金属用铝热法冶炼。
问题引领化学科学的发展是人类文明进步的重要推动力。金属冶炼技术的进步是人类文明进步的重要体现。
1.从自然界中获得金属单质,是否必须发生氧化还原反应?提示:不是。金、铂采用物理富集的方法,不发生化学反应。2.写出高炉炼铁(CO还原氧化铁)和电解法制铝反应的化学方程式,指出金属元素化合价的变化,并总结归纳金属冶炼的实质。
3.金属冶炼的方法有哪些?我们如何选择合适的方法冶炼金属?提示:金属冶炼的方法有热分解法、高温还原法和电解法等。根据金属的活动性选择金属的冶炼方法。很活泼的金属一般用电解法(如Na、Mg、Al等),较活泼的金属用高温还原法(如Fe、Cu等),不活泼的金属用热分解法(如Hg等)。
归纳提升1.金属冶炼的实质。金属化合物中的金属阳离子得电子被还原为金属原子,即Mn++ne-══M。金属的活动性不同,冶炼方法不同。2.金属冶炼的方法。(1)热分解法。适用于金属活动性顺序中Cu之后Pt之前的金属,如Hg、Ag的氧化物受热就能分解。
(2)高温还原法。在金属活动性顺序中居于Al之后Hg之前的金属都可以用高温还原法。常用的还原剂:焦炭、一氧化碳、氢气和活泼金属等。
(3)电解法。适用于K、Ca、Na、Mg、Al等具有强还原性的金属的冶炼。
电解法冶炼金属,解决了很多活泼金属阳离子难以被还原的问题。
(4)物理方法。适用于Pt、Au的冶炼。由于Pt、Au在自然界中多以游离态的形式存在,经多次淘洗去掉矿粒、泥沙等杂质,便可得到Pt、Au。
典型例题【例题1】 下表中金属的冶炼原理与方法不完全正确的是(　　)。
答案:C解析:活泼金属K、Ca、Na、Mg、Al等用电解法冶炼,中等活泼金属Zn、Fe、Sn、Pb、Cu等用高温还原法冶炼,不活泼金属Hg、Ag利用热分解法冶炼,故A、B、D正确。C错误,C项为火法炼铜。金属活动性与冶炼方法的关系。
【变式训练1】 在冶金工业上,下列各组中的金属能用化学还原剂制得的是(　　)。A.Na、K、Mg、AlB.Zn、Fe、Cu、AgC.Na、K、Zn、FeD.Mg、Al、Zn、Fe答案:B解析:不能用化学还原剂制得的金属是一些非常活泼的金属,如K、Na、Mg、Al等。
问题引领我国高铁的发展极大地方便了人们的出行,增强了地域之间的联系。高铁钢轨为无缝钢轨,工人在野外常利用铝热反应焊接钢轨。
1.铝热反应实验中铝粉、镁条与氯酸钾的作用是什么?提示:铝粉作还原剂,镁条的作用是燃烧放出大量的热引发KClO3分解,氯酸钾的作用是助燃剂。2.为什么要在承接生成物的蒸发皿中垫细沙?提示:因为铝热反应是一个典型的放热反应,反应中放出的大量热能够使铁熔化,为了防止蒸发皿炸裂及熔融的金属溅出伤人,所以要垫细沙。
3.铝热反应在工业上有哪些重要应用?提示:(1)冶炼熔点高的金属,如钒、铬、锰等;(2)焊接钢轨。
归纳提升铝热反应实验。
典型例题【例题2】 铝热剂并不单指Fe2O3与铝粉的混合物,实际上铝粉可以与许多金属氧化物配成铝热剂。如铝粉与Fe3O4、V2O5或MnO2等均可发生铝热反应。(1)写出上述铝热反应的化学方程式。①　 ; ②　 ; ③　 。 
(2)据上述反应可总结出铝热反应的特点:①铝热反应实际上属于四大基本反应类型中的　　　　,其中铝表现了其　　　　性,作　　　　剂;②铝热反应常用于冶炼金属性比铝　　　　(填“强”或“弱”)的金属。 
(2)①置换反应　还原　还原　②弱解析:铝热反应的实质是在较高温度下,用较活泼的还原剂铝,把活动性相对较弱的金属从其氧化物中还原出来。
铝热反应的拓展应用。
【变式训练2】 铝热反应的实验装置如图所示,下列有关说法错误的是(　　)。A.X物质为KClO3B.镁条燃烧提供引发反应所需的热量C.若转移0.3 ml电子,被还原的Fe2O3为16 gD.可利用铝热反应冶炼铁
答案:C解析:KClO3受热分解产生氧气,作助燃剂,图示装置中X物质为KClO3,A项正确;镁条燃烧放出大量热,可为引发铝热反应提供反应所需的热量,B项正确;在反应2Al+Fe2O3 Al2O3+2Fe中,Fe元素化合价从+3价变为0价,还原1 ml Fe2O3转移6 ml电子,则转移0.3 ml电子还原Fe2O3的物质的量为 =0.05 ml,其质量为160 g·ml-1×0.05 ml=8 g,C项错误;Fe的活动性弱于Al,可利用铝热反应冶炼铁,D项正确。