人教高中化学必修2《第四章 化学与自然资源的开发利用》精品讲学案+过关检测精品整理推荐Word下载.docx
- 文档编号:15946103
- 上传时间:2022-11-17
- 格式:DOCX
- 页数:72
- 大小:553.40KB
人教高中化学必修2《第四章 化学与自然资源的开发利用》精品讲学案+过关检测精品整理推荐Word下载.docx
《人教高中化学必修2《第四章 化学与自然资源的开发利用》精品讲学案+过关检测精品整理推荐Word下载.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《人教高中化学必修2《第四章 化学与自然资源的开发利用》精品讲学案+过关检测精品整理推荐Word下载.docx(72页珍藏版)》请在冰豆网上搜索。
2852℃,MgCl2的熔点:
714℃)
提示 由于MgO的熔点远远高于MgCl2的熔点,将MgO熔融需要能量较多,所以采用电解熔融MgCl2的方法制取Mg,冶炼金属也要考虑节能减排。
二、金属矿物的开发利用
1.合理开发利用金属资源
金属的冶炼需要消耗大量的资源和能源,还会造成环境污染,地球上的金属资源是有限的,是不可再生的,因此金属资源应合理地开发利用。
2.有效利用金属资源的途径
(1)提高金属的利用率,减少金属的使用量。
(2)加强金属资源的回收和再利用。
(3)使用其他材料代替金属材料。
[效果自测]
1.判断正误,正确的打“√”,错误的打“×
”。
(1)黄金的冶炼可用热分解法( )
(2)金属阳离子被还原,一定会得到金属单质( )
(3)工业上电解MgCl2溶液制取Mg( )
答案
(1)×
(2)×
(3)×
2.冶炼金属常用以下几种方法:
①以C、CO或H2作还原剂还原。
②用较活泼金属Na、Mg等还原。
③利用铝热反应原理用Al还原。
④电解法。
⑤热分解法。
下列金属各采用哪种方法还原最佳?
(填序号)
(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________。
答案
(1)①
(2)④ (3)⑤ (4)③
探究一、金属的活泼性与冶炼方法
【合作交流】
1.人类使用金属的年代先后顺序与金属的活动性有什么关系?
提示 金属冶炼方法的选择取决于金属在自然界中的存在状态和金属的活泼性。
金属越活泼,冶炼时所需条件要求越高,在人类历史上出现的相对晚一些。
金属越不活泼,冶炼的方法越简单,人们使用的时间越早,所以有青铜、铁器等时代的发展历程。
2.从自然界中获得金属单质,是否都必须发生氧化还原反应?
提示 否。
有些金属单质化学性质稳定,如金、铂等,在自然界中主要以游离态形式存在,获得这些金属就不需要发生氧化还原反应,用富集的方法就可以,如淘金。
3.在金属中,铝元素在地壳中的含量居第一位,为什么铝的发现和使用比铜和铁要晚得多?
提示 金属的发现和使用与金属的活动性密切相关,金属活动性越强,其相应的金属阳离子得电子的能力越弱,冶炼难度越大。
铝是一种活动性较强的金属,用一般的还原剂很难将其还原,工业上采用最强有力的氧化还原手段——电解法进行冶炼,而铜和铁用一般的还原剂就可以达到目的,所以铝的发现和使用比铜和铁要晚得多。
【点拨提升】
1.金属的冶炼原理
金属冶炼的实质是使金属化合物中的金属阳离子得到电子被还原为金属单质的过程,即:
2.金属活动性顺序与金属冶炼方法的关系
金属的活动性顺序
K、Ca、Na、Mg、
Al
Zn、Fe、Sn、Pb(H)、Cu
Hg、Ag
Pt、Au
金属原子失电子能力
强→弱
金属离子得电子能力
弱→强
主要冶炼方法
电解法
热还原法
热分解法
物理方法
3.常用的热还原法
【典题例证1】 下列金属冶炼原理错误的是( )
A.2NaCl(熔融)
2Na+Cl2↑
B.MgO+H2
Mg+H2O
C.Fe3O4+4CO
3Fe+4CO2
D.2HgO
2Hg+O2↑
解析 Na、Mg通常用电解法制取,Fe用还原剂法制取,Hg可用加热其化合物的方法制取。
Mg的活动性比H2强,H2不能置换出Mg,B项错。
答案 B
【学以致用1】 冶炼金属一般有下列四种方法:
①焦炭法 ②水煤气(或氢气,或一氧化碳)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,对它们的冶炼方法的分析不正确的是( )
A.(Ⅰ)用① B.(Ⅱ)用②
C.(Ⅲ)用③D.(Ⅳ)用④
解析 选择金属的冶炼方法要考虑金属在自然界中存在的状态及金属的活动性。
(Ⅰ)、(Ⅱ)、(Ⅲ)、(Ⅳ)发生的反应分别是
(Ⅰ):
Cu2(OH)2CO3
2CuO+CO2↑+H2O,C+2CuO
2Cu+CO2↑,符合①;
(Ⅱ):
Fe+CuSO4===FeSO4+Cu,符合③;
(Ⅲ):
2Al+Cr2O3
Al2O3+2Cr,符合③;
(Ⅳ):
先从光卤石中提取MgCl2,再电解MgCl2:
MgCl2(熔融)
Mg+Cl2↑,符合④。
探究二、铝热反应
1.铝热反应实验中镁条与氯酸钾的作用是什么?
提示 镁条的作用是燃烧放出大量的热引发KClO3分解,氯酸钾的作用是供氧剂。
2.为什么要在承接反应物的蒸发皿中垫有细沙?
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)在野外焊接钢轨。
1.铝热反应
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
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
铝热剂
铝粉和某些金属氧化物(Fe2O3、Cr2O3、V2O5等)组成的混合物
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
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
2.铝热反应实验
实验操作
实验现象
(1)镁条剧烈燃烧;
(2)氧化铁粉末和铝粉发生剧烈的反应;
(3)反应放出大量的热,并发出耀眼的白光;
(4)纸漏斗的下部被烧穿,有熔融物落入沙中
实验结论
在高温下,铝与Fe2O3发生反应,放出大量的热
注意事项
(1)镁条要打磨净表面的氧化膜,否则难以点燃
(2)氧化铁粉末要干燥,铝粉要没有被氧化,否则难以反应
(3)要保证纸漏斗重叠时四周均为四层,且内层纸漏斗一定要用水润湿,以防高温物质从四周溅出
(4)蒸发皿中的细沙要适量,既要防止蒸发皿炸裂,又要防止熔融的液体溅出伤人
(5)实验装置要与人有一定距离,防止人被烧伤
【典题例证2】 如右图所示,用两张圆形滤纸分别折叠成漏斗状,套在一起,使四周都有四层。
把内层漏斗取出,在底部剪一个孔,用水润湿,再跟另一纸漏斗套在一起,架在铁圈上,下面放置盛沙的蒸发皿。
把5g炒干的氧化铁粉末加2g铝粉混合均匀,放在纸漏斗中,上面加少量氯酸钾并在混合物中间插一根镁条,用小木条点燃镁条。
观察发生的现象。
通过以上实验信息,回答下列问题。
(1)写出该反应的化学方程式:
______________________________________________
________________________________________________________________________;
在该反应中,______________(填化学式,下同)是氧化剂,________是还原剂,该反应称为________反应。
(2)选出该实验的实验现象:
________(填写在横线上)。
①镁条剧烈燃烧;
②放出大量的热,并发出耀眼的光芒,火星四射;
③纸漏斗的下部被烧穿;
④有红热状态的液珠落入蒸发皿内的细沙上,液珠冷却后变为黑色固体。
(3)写出下列操作或物质的作用:
内层纸漏斗底部剪一个孔:
______________________;
蒸发皿盛沙:
_______________________________________________________________;
镁条:
____________________________________________________________________;
氯酸钾:
__________________________________________________________________。
(4)如何用简单的方法证明生成物中有金属铁?
解析
(1)铝热反应为2Al+Fe2O3
2Fe+Al2O3,该反应中Fe2O3作氧化剂,Al作还原剂。
(2)①②③④均为铝热反应的现象。
(3)铝热反应实验中为使熔融物易落下,通常在内层纸漏斗底部剪一个孔;
为防止溅落物炸裂蒸发皿,蒸发皿内盛沙子;
反应中镁条提供热量使氯酸钾分解;
氯酸钾分解引发铝热反应。
答案
(1)2Al+Fe2O3
2Fe+Al2O3 Fe2O3 Al 铝热
(2)①②③④ (3)使熔融物易于落下 防止溅落物炸裂蒸发皿,同时防止溅落物迸溅过远对周围人造成伤害 引燃剂,引起氯酸钾分解 助燃剂,为镁条继续燃烧提供氧气,引发铝热反应 (4)用磁铁吸引生成物,磁铁上有黑色物质被吸附,则证明生成物中有金属铁。
【学以致用2】 如图为铝热反应的实验装置,请回答下列问题:
(1)该实验装置中还缺________。
引发铝热反应的操作为
________________________________________________________________________。
(2)若将氧化铁换成氧化镁,该反应________(填“能”或“不能”)发生,理由是___________________________________________________________________________。
(3)铝热反应的用途有哪些?
_______________________________________________。
解析
(1)利用镁条燃烧放热从而引发铝热反应,同时促使KClO3分解产生O2,使镁条快速燃烧。
(2)Mg比Al活泼,Al不能从MgO中置换出Mg。
答案
(1)镁条和氯酸钾 在混合物中间插一根镁条,将氯酸钾放在混合物上镁条的周围,点燃镁条
(2)不能 镁比铝活泼,铝不能置换镁
(3)用于焊接钢轨;
冶炼某些熔点高的金属(答案合理即可)
1.下列金属元素在自然界中可以以游离态形式存在的是( )
A.K B.Na
C.CaD.Au
答案 D
2.工业炼铁是在高炉中进行的,高炉炼铁的主要反应是:
①2C(焦炭)+O2(空气)
2CO ②2Fe2O3+3CO
2Fe+3CO2
该炼铁工艺中,对焦炭的实际使用量要远远高于按照化学方程式计算所需,其主要原因是( )
A.CO过量
B.CO与铁矿石接触不充分
C.炼铁高炉的高度不够
D.CO与Fe2O3的反应有一定限度
解析
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 第四章 化学与自然资源的开发利用 人教高中化学必修2第四章 化学与自然资源的开发利用精品讲学案+过关
![提示](https://static.bdocx.com/images/bang_tan.gif)
链接地址:https://www.bdocx.com/doc/15946103.html