基础课时21　金属矿物、海水资源的开发利用 学案.docxVIP

基础课时21金属矿物、海水资源的开发利用

学习目标1.了解金属在自然界中的存在形式,理解金属冶炼的一般原理,掌握活泼性不同的金属冶炼的一般方法。2.了解海水的主要组成元素、海水资源及开发利用的主要方式,掌握从海水中提取溴的化学反应原理及实验方法。

3.通过对金属冶炼原理及海水资源综合利用的认识,体会化学对促进人与自然和谐相处的意义。

一、金属矿物的开发利用

(一)知识梳理

1.金属元素的存在形式

2.金属的冶炼

(1)金属的冶炼

将金属矿物中的金属从其化合物中还原出来,用于生产各种金属材料,这一过程在工业上称为。?

(2)原理:利用氧化还原反应原理,在一定条件下,使金属离子电子被成金属原子,从而获得金属单质。即Mn++ne-===M。?

(3)冶炼的方法(写出对应化学方程式)

3.金属矿物资源的开发和利用

(1)提高金属矿物的利用率;

(2)开发环保高效的金属冶炼方法;

(3)防止;?

(4)加强废旧金属的回收和再利用;

(5)使用其他材料代替金属材料。

(二)互动探究

材料1下图是人类冶炼金属的历史时间

材料2下图是从铝土矿和废旧铝质饮料罐获取铝的工艺流程:

a.

b.废旧铝质饮料罐液态铝—→铝锭

资料卡片

资料卡片:

(1)以铝土矿为原料生产1kg铝的资源及能耗

铝土矿:4kg煤:0.5kg燃料油:0.25kg

纯碱:0.5kg石灰:0.5kg氟化钙:0.04kg

焙烧碳素:0.6kg冰晶石:0.03kg

电能能耗≥6.7×107J

(2)以废旧饮料罐生产1kg铝消耗资源及能耗废旧饮料罐1.01kg,电能能耗≤3.35×106J

材料3利用铝热反应可以在野外焊接大截面的钢轨,其原理为2Al+Fe2O3Al2O3+2Fe,某小组用如图所示仪器及试剂探究铝热反应。

其实验现象记录如下:①剧烈反应,火星四射。②放出大量的热,纸漏斗下端被烧穿,有红热熔融物落入细沙上,冷却后变为黑色固体。

【问题讨论】

问题1分析推测人类发现和使用金属材料受哪些因素的影响?为什么?

?

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问题2计算表明,生产1mol铝消耗的电能至少为1.8×106J,回收铝制饮料罐得到铝与从铝土矿得到铝相比,前者的能耗仅为后者的3%~5%。通过对上述数据的分析和比较,从能源消耗和环境污染两个角度分析,为什么要加强废旧金属回收利用?

?

?

问题3根据铝热反应的有关描述,回答以下问题:

(1)铝热反应需要高温条件,是否还需要持续加热?

?

?

(2)实验中,镁条、氯酸钾的作用是什么?引发反应的操作是什么?

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?

(3)蒸发皿中铺少量细沙的作用是什么?

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【探究归纳】

1.金属活动性顺序与金属冶炼方法的关系

在金属活动性顺序中,金属的位置越靠后,其阳离子越容易被还原,金属的位置越靠前,其阳离子越难被还原。

2.冶炼镁时,选择MgCl2而不是MgO,因为MgO熔点高,耗能多;冶炼铝时,选择Al2O3而不是AlCl3,因为AlCl3的沸点比熔点低,易升华,是共价化合物,熔融状态下不导电。

3.铝热反应是利用铝的强还原性,在高温下将相对不活泼且熔点高的金属从其金属氧化物中还原出来,因此只有Al和比Al活泼性弱的金属形成的氧化物组成的混合物才能称之为铝热剂。铝热剂为混合物,不仅仅是铝和铁的氧化物,铝粉和其他金属氧化物(如Cr2O3、V2O5、MnO2等)粉末也可组成铝热剂。

1.下列说法不正确的是()

A.自然界中不存在游离态的金属单质

B.金属活动性不同,冶炼方法也有所不同

C.地球上金属矿物资源是有限的,因此,应提高金属矿物的利用率

D.废旧金属的回收利用,有利于环境保护

2.铝热反应有广泛的用途,实验装置如图1