9.1-金属的冶炼方法--ppt课件（含视频）-（2020）新苏教版高中化学高一下学期必修第二册.rar

专题9 金属与人类文明 第一单元 金属的冶炼方法 从青铜器时代开始，人类就开始使用金属制作各种各样的工具。随着金属冶炼的方法越来越先进，人们能够制备的金属种类也越来越多，金属在生产、生活中的应用也越来越广泛。情境思考1、熟知金属冶炼的方法及其原理。2、掌握铝热反应的原理和实验。1、能从物质性质与反应条件角度解释不同金属冶炼方法的差异。（科学探究与创新意识）2、认识我国古代文明与金属冶炼的关系。（科学态度与社会责任）3、感受物质制备中丰富的化学思想。（变化观念与平衡思想）陨铁金银铂磁铁矿赤铁矿黄铁矿黄铜矿菱镁矿孔雀石铝土矿氯化钠游离态金属矿化合态金属矿一、金属的存在形式【探究导学】【提示】在化合物中，金属元素都显正价态。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，这一过程在工业上称为金属的冶炼。【思考与讨论】自然界中绝大多数金属元素以化合物的形式存在，怎样将它们转变为金属单质呢？（科学探究与创新意识）得电子，被还原Mn+ M + n e-金属冶炼的实质：化合态游离态常见金属大规模开发利用的大致年限思考：根据以上金属的活动性和人类开发利用这些金属时间的数据，你发现了什么规律？1、金属的存在形式与其活动性有关。一般而言，活动性较强的金属，在自然界以各种各样的化合态存在；活动性较弱的金属，有可能以游离态形式存在。有的金属元素的存在形式既有游离态又有化合态。2、金属利用时间与金属活动性的关系：金属活动性越强，人类开发、利用该金属的时间就越晚；金属活动性越弱，人类开发、利用该金属的时间就越早。二、金属的冶炼1、定义：利用化学反应使金属元素从化合态变为游离态的过程。2、原理：利用氧化还原反应的原理，在一定条件下把金属化合物还原为金属单质。3、实质：4、冶炼方法：金属离子 金属单质，即Mnne=M。热分解法、高温还原法、电解法、湿法、火法等。（1）热分解法。适合一些不活泼金属（一般是金属活动性顺序表中排在氢后的金属）2HgO 2HgO22Ag2O 4AgO2 古代炼丹家葛洪，曾经在他的著作抱朴子中记载有“丹砂烧之成水银”，此处的丹砂为硫化汞。（2）高温还原法。适合大部分金属（金属活动性顺序表中活动性介于Zn与Cu之间的金属）高炉炼铁的反应Fe2O3 3CO 2Fe 3CO2 高温2CuO + C 2Cu + CO2 高温WO3 + 3H2 W + 3H2O 高温常用的还原剂有焦炭、一氧化碳、氢气等。高炉炼铁高炉炼铁原理: Fe2O33CO 2Fe3CO2 高温 将两张圆形滤纸分别折叠成漏斗状，在其中一个纸漏斗的底部剪一个小孔，用水湿润，再与另一个纸漏斗套在一起，有孔纸漏斗置于内层（使纸漏斗每边都是4层），架在铁架台的铁圈上，其下方放置盛有细沙的蒸发皿或铁盘。 将5g干燥的氧化铁粉末和2g铝粉均匀混合后放入纸漏斗中，在混合物的上面加适量氯化钾，再在混合物中间插一根镁条。点燃镁条，观察并记录实验现象。【观察思考】一些活泼金属也可作还原剂，将相对不活泼的金属从其化合物中置换出来Fe2O3 +2Al = 2Fe + Al2O3 高温铝热剂反应现象：镁条剧烈燃烧，放出大量的热，发出耀眼的白光，纸漏斗的下部被烧穿，有熔融物落入蒸发皿。镁条为引燃剂氯酸钾为助燃剂铝热反应：铝粉与某些金属氧化物（如Fe2O3、MnO2、Cr2O3、V2O5等）的混合物在高温下进行的反应。铝热剂：铝粉与Fe2O3、MnO2、Cr2O3、V2O5等金属氧化物的混合物称为铝热剂。3MnO2 + 4Al = 3Mn + 2Al2O3高温Cr2O3 + 2Al = 2Cr + Al2O3高温3Co3O4+8Al = 9Co + 4Al2O3 高温【提示】铝热反应的应用冶炼难熔的金属焊接钢轨【思考与交流】铝热反应有哪些实际应用？（科学态度与社会责任）【多识一点】 由于早期炼铝十分困难，所以铝的价格十分昂贵，一度超越金银之上，直至19世纪上半叶，铝还是欧洲许多高级珠宝店的高档货。 自从美国青年化学家霍尔发明电解制铝法后，制铝工艺不断改进，现在人们已经熟练掌握了从铝土矿（主要成分是Al2O3）中冶炼铝的技术，使得制铝成本大大下降，使铝走入千家万户。（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，常采用电解熔融化合物的方法来制备这些金属。从铝土矿中提取铝2Al(OH)3 = Al2O3 + 3H2O高温电解2Al2O3 = 4Al + 3O2冰晶石Fe + CuSO4 = Cu + FeSO4Cu2S + O2 = 2Cu + SO2 高温火法炼铜：（4）其他方法。Cu + 2AgNO3 = 2Ag + Cu(NO3)2湿法冶金用活泼金属把不活泼的金属从它的盐溶液中置换出来。【讨论与交流】你能举例说明生活中回收金属的例子吗？（科学态度与社会责任）【提示】（1）废旧钢铁用于炼钢；（2）废铁屑用于制铁盐；（3）定影液用于回收银。金属铝的回收与利用金属活动性顺序表与金属的冶炼：电解法高温还原法热分解法金属单质的还原性减弱，金属离子的氧化性增强物理方法K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb (H) Cu Hg Ag Pt Au金属的冶炼方法金属的存在形式金属的冶炼实质游离态（不活泼金属）化合态（绝大数金属）金属化合物被还原成金属单质越活泼的金属越不容易被冶炼铝热反应冶炼方法放热反应铝的还原性电解法高温还原法热分解法【课堂小结】1.下列对铝热反应的说法错误的是 ( ) A铝热剂中还原剂是铝粉B铝热剂是纯净物C铝与Fe2O3可组成铝热剂D铝热反应是放热反应B【随堂训练】2.在冶金工业上，均能用化学还原剂制得的一组金属是( )ANa、Mg、AlBNa、Zn、FeCZn、Fe、Cu DMg、Al、Zn、FeC3氧化还原反应广泛应用于金属的冶炼，下列说法不正确的是()A电解熔融氯化钠制取金属钠的反应中，钠离子被还原，氯离子被氧化B湿法炼铜与火法炼铜的反应中，铜元素都发生还原反应C用磁铁矿炼铁的反应中，1 mol Fe3O4被CO还原成Fe，转移9 mol eD铝热法还原铁的反应中，放出的热量能使铁熔化C提示：Fe3O44CO=3Fe4CO2,1 mol Fe3O43Fe，转移8 mol e，选项C错误。高温4用铝热法还原下列化合物，若获得金属各1 mol，消耗铝最少的是()AMnO2 BCr2O3CWO3 DCuO提示：制备1 mol金属，根据氧化还原反应中得失电子数相等的原理，金属离子得电子数越多，该金属在化合物中化合价越高，则消耗铝越多，反之则越少。在这四种化合物中只有D项中Cu的化合价最低，故选D。D