文档内容
第八章 化学与可持续发展
第一节 自然资源的开发利用
第一课时 金属矿物的开发利用
【学习目标】1.通过联系旧知、归纳总结，认识金属冶炼的原理和冶炼方法，理解氧化还原反应在金
属矿物开发中的应用，构建金属冶炼的思维模型。
2.通过讨论交流、数据分析，以铝的冶炼为例，了解金属冶炼成本的计算方法，认识合理开发和利用
金属资源的重要性和必要性。
3.通过资料收集、阅读思考，能从化学的角度分析从自然资源到产品的转化途径，认识化学方法在实
现物质转中的作用和贡献，感受化学科学在生产、生活中的应用价值。
【学习重点】金属冶炼原理及方法
【学习难点】金属活动性顺序与金属冶炼方法的关系
【课前预习】
旧知回顾：1.金属具有哪些通性？金属单质的还原性及离子的氧化性强弱有何规律？
2.判断元素金属性强弱的方法有哪些？
新知预习：1.金属在自然界的存在有何特点？
2.金属冶炼的实质是什么？
【课中探究】
情景导入：观看视频：拿破仑三世的金属餐具。金属材料是当前乃至未来人类发展与生存的重要物质
基础，你知道拿破仑三世的刀叉具和纽扣为什么都用铝制造吗？筵席上，他为什么为多数客人提供金餐
具，而只让少数客人使用铝餐具呢？（视频见PPT）
一、金属矿物的开发利用活动一、金属矿物与自然资源
任务一、阅读教材P98页第一自然段，结合“资料卡片”内容，思考自然资源与可持续发展有何关
系？
任务二、思考交流：回顾初中所学知识，思考金属在自然界的存在有何特点和规律？
【对应训练】1．中国高铁是一张国家名片，工业中常利用赤铁矿来炼铁，下列说法中正确的是
( )
A．地壳中含量最高的金属元素是铁元素
B．高炉炼铁得到的产品是纯铁
C．炼铁过程中，氧化铁体现了还原性
D．高炉炼铁时加入石灰石可将杂质二氧化硅转化为炉渣
2.化学在生产和日常生活中有重要的应用。下列说法不正确的是（ ）
A．目前我国流通的硬币是由合金材料制造的
B．合金的熔点一般比其成分金属的熔点高
C．青铜是我国使用最早的合金材料，目前世界上使用量最大的合金材料是钢铁
D．铝比铁活泼，但在空气中铝制品比铁制品耐腐蚀
活动二、探究金属的冶炼
任务一、阅读教材P98页第二自然段，思考什么是金属的冶炼？结合氧化还原反应原理，回答金属冶
炼的实质是什么？
任务二、讨论交流：金属的冶炼方法与金属活泼性有何关系？为什么不同的金属的冶炼方法不同？注意：
任务三、归纳总结：结合金属冶炼的原理，思考如何根据金属的活泼性不同选择不同的金属冶炼方
法？
①金属的的活泼性与金属的冶炼方法：
金属活
动性顺 K、Ca、Na、Mg、Al Zn、Fe、Sn、Pb、(H)、Cu Hg、Ag Pt、Au
序
原子失
电子能
力
离子得
电子能
力
主要冶
炼方法
实例
②工业上冶炼镁和铝的方法：
③金属冶炼的三个步骤及目的：
注意：
【对应训练】1．《天工开物》中述及铜的开采与冶炼：凡铜砂……淘洗去土滓，然后入炉煎炼，其
熏蒸旁溢者为自然铜……色似干银泥……凡铜质有数种：有与铅同体者，其煎炼炉法，傍通高低二孔，铅
质先化，从上孔流出。下列有关说法错误的是 （ ）
A．“淘洗去土滓”属于原料的富集 B．炼制所得自然铜为合金C．铜与铅混合物的分离过程利用了物质的熔点不同 D．可用热分解法冶炼铜
2.冶炼金属一般有下列四种方法：①焦炭法，②水煤气（或H 或CO）法，③活泼金属置换法，④电
2
解法。四种方法在工业上均有应用。古代有（Ⅰ）火烧孔雀石法炼铜，（Ⅱ）湿法炼铜，现代有（Ⅲ）铝
热法炼铬，（Ⅳ）从光卤石（KCl•MgCl •6H O）中炼镁，对它们的冶炼方法分析不正确的是（ ）
2 2
A．（Ⅰ）用① B．（Ⅱ）用②
C．（Ⅲ）用③ D．（Ⅳ）用④
二、铝热反应与金属资源的利用
活动一、探究铝热反应的原理及应用
任务一、实验探究：结合下表中的实验操作为此实验（铝热反应），观察实验现象，分析实验原理。
填写表格内容。
实验操作
实验现象
实验原理
实验结论
实验注意
任务二、讨论交流：结合上述实验，思考什么是铝热反应及铝热剂？铝热反应在工业上有哪些重要应
用？填写表格内容。
铝热反应及铝热剂
概念
原理铝热剂
反应特点
应用
【对应训练】1．野外焊接钢轨常用如图所示装置，镁条引燃混合物后，反应非常剧烈，火星四射，
有熔融铁珠落入沙子中。下列叙述错误的是（ ）
A．该反应属于置换反应
B．有“熔融铁珠”生成说明该反应为放热反应
C．该反应的化学能全部转化为热能
D．该反应中断键吸收的能量小于成键释放的能量
2.下列有关金属冶炼的说法错误的是（ ）
①金属的冶炼都是把金属单质从其矿物中分离出来
②可以采用加热分解氧化银的方法制取单质银
③可以采用电解熔融氯化铝的方法制取单质铝
④铝热反应的原理是利用铝作还原剂，置换出相对不活泼的金属
A．①② B．①③ C．②④ D．③④
活动二、合理利用金属资源
任务一、阅读教材P99页第一自然段，回答合理开发和利用金属矿物资源的原因及措施是什么？
①原因：
②措施：
任务二、讨论交流：根据教材P99页“思考与讨论”，结合数据及图8-1和图8-2的分析和比较，思考
在利用金属资源的过程中要注意哪些问题？
【对应练习】1．铝曾是比黄金还要贵重的金属。1885年建成的华盛顿纪念碑，其顶端就是一块当时
很昂贵的金属铝。下列关于当时铝的价格高昂的原因分析中，错误的是
A．活泼的金属冶炼难度高B．氧化铝熔点很高，电解需要耗费的热量极其多
C．当时化学家还未尝试采用焦炭冶炼铝的方法
D．还未找到良好的助熔剂
2．下列关于金属的冶炼方法说法不正确的是（ ）
A．废旧金属的回收利用有利于减轻污染
B．银的金属性弱，用加热Ag O的方法冶炼
2
C．金子比沙子密度大，利用水洗法直接获得
D．金属镁活泼，电解氯化镁溶液可以获取
【课后巩固】1．下列说法不正确的是（ ）
A．自然界中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取之不尽的，因此，应加大开采金属矿物的速度，以满足经济发展的需要
D．废旧金属的回收利用，有利于环境保护
2.下列关于金属冶炼的说法正确的是（ ）
A．由于Al的活泼性强，故工业上采用电解熔融AlCl 的方法生产Al
3
B．可以用钠加入氯化镁饱和溶液中制取镁
C．炼铁高炉中所发生的反应都是放热的，故无需加热
D．金属冶炼的本质是将化合态金属还原为游离态，冶炼方法由金属的活泼性决定
3.下列常见金属的冶炼原理不合理的是（ ）
A．还原法炼铝：3H＋Al O=====2Al+3H O
2 2 3 2
B．加热法炼汞：2HgO=====2Hg+O↑
2
C．铝热法炼铁：2Al＋Fe O=====2Fe＋Al O
2 3 2 3
D．火法炼铜：Cu S+O=====2Cu+SO
2 2 2
4.下列有关金属的冶炼描述错误的是（ ）
A．电解熔融的NaCl制取Na
B．金属冶炼过程中，被冶炼的金属被还原
C．CO还原Fe O 制取Fe
2 3
D．从自然界中获得金属单质均需要通过化学方法
5.铝热反应有广泛的用途，实验装置如图1所示。下列说法错误的是（ ）A．铝热反应的能量变化可用图2表示
B． 和铝粉的混合物被称为铝热剂
C．铝热反应只能用于冶炼铁、锰、铬、镁等熔点较高的金属
D．铝热反应可用于焊接铁轨，反应的化学方程式为2Al＋Fe O=====2Fe＋Al O
2 3 2 3
6．西汉刘安所著的《淮南万毕术》中有“曾青得铁，则化为铜，外化而内不化”，该反应被认为是
现代湿法冶金术之祖。下列说法正确的是（ ）
A．硫酸铜晶体化学式为CuSO ·5H O，是混合物
4 2
B．“内不化”是因为内部的铁活泼性比表面的铁活泼性差
C．上述反应的离子方程式为2Fe+3Cu2+=2Fe3++3Cu
D．“化为铜”表明发生的是氧化还原反应
7．以铝土矿(主要成分为Al O，含SiO 和Fe O 等杂质)为原料制备铝的一种工艺流程如下：
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下列有关叙述不正确的是（ ）
A．将铝土矿粉碎有利于加快碱溶速率
B．滤渣的主要成分为SiO 和Fe(OH)
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C．过滤Ⅱ所得滤液中主要存在的离子为Na＋、HCO －
3
D．Al O 与冰晶石共熔电解得到单质铝
2 3
8．镁及其合金是用途很广的金属材料。工业上冶炼镁的方法有两种，电解法和皮江法。电解法是电
解熔融的MgCl ，皮江法是Si在高温下还原MgO。
2
已知：相关各物质熔点见下表：
物质 MgO MgCl Mg Si
2
熔点 2852 714 649 1410
Ⅰ．电解法冶炼镁。
化工厂利用卤水(主要成分为NaCl和MgCl )生产金属镁的一种工艺流程如图所示：
2（1）Y与Z反应后的产物溶于水可得X溶液，从而实现了Y的再利用，则Z的化学式为_______。
（2）“沉淀”中除Mg(OH) 外，还可能含有的杂质为___________(填化学式)。
2
（3）工业上不用电解MgO制金属镁的原因为______________________________________。
Ⅱ．皮江法冶炼镁，工业流程如下：
（4）气体a为_________(填化学式)。
（5）白云石煅烧前粉碎的目的为_________________________________________。
（6）还原炉需控制温度为1200℃左右，并抽空气到近似真空。还原炉中发生的主要反应有
_________________________、SiO＋CaO====CaSiO 。
2 3
