新课标2019_2020学年高中化学第四章化学与自然资源的开发利用第一节开发利用金属矿物和海水资源第一课时金属矿物的开发利用随堂
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【知识点详解】 1. **金属冶炼的实质**:金属冶炼是指将金属元素从其化合物中提取出来,通常涉及氧化还原反应。在这个过程中,金属元素通常处于氧化态,通过获得电子被还原成游离态的金属。例如,在描述中的题目1中,提到金属冶炼时金属元素获得电子,这是正确的,因为它们在化合物中通常是正价,需要获得电子以降低氧化态,形成金属单质。 2. **金属冶炼方法**:金属冶炼方法因金属的活泼性不同而不同。不活泼金属如金、银可以通过物理方法(如淘洗)获取;较活泼的金属如铜、汞则通过热还原法,利用碳、一氧化碳、氢气等还原剂;更活泼的金属如铝、钠、钾等则需要通过电解法来获得,如题目4中提及的错误选项C,电解氧化镁不是工业上冶炼镁的方法,而是电解熔融的氯化镁。 3. **金属利用历史顺序**:金属的利用顺序与金属的活动性顺序和冶炼难度有关。如题目4所示,先有青铜器时代(铜锡合金),然后是铁器时代,铝的使用相对较晚,因为铝是极其活泼的金属,冶炼工艺更为复杂,需要电解技术的发展才能实现大规模生产。 4. **铝热反应**:铝热反应是一种强烈的放热反应,常用于焊接铁轨和冶炼高熔点金属。如题目5(1),铝与四氧化三铁反应生成氧化铝和铁,铝作为还原剂,四氧化三铁作为氧化剂。反应方程式为:8Al + 3Fe3O4 ==高温== 4Al2O3 + 9Fe。 5. **电解冶炼铝**:工业上,铝的冶炼通常采用电解熔融的氧化铝和冰晶石(助溶剂)混合物。反应方程式为:2Al2O3(熔融) ==电解== 冰晶石 4Al + 3O2↑。题目5(2)提到,电解过程中每得到1摩尔铝,需要通过3摩尔电子,因此通过1摩尔电子时,可以得到1/3摩尔的铝,即约9克铝。 6. **金属回收利用**:废旧金属的回收和再利用是环保且经济的做法,如描述中提到的,这不仅可以节约资源,还能减少环境污染。金属的回收过程可能包括物理分离、破碎、熔炼等步骤。 7. **金属矿石的富集与提炼**:金属矿石的开发前需要进行富集,通过物理或化学方法提高金属含量,然后通过冶炼和精炼过程去除杂质,得到纯度较高的金属。 这些知识点涵盖了金属矿物的开发利用,包括金属冶炼的基本原理、冶炼方法的选择、金属利用的历史趋势、特定金属如铝的冶炼过程以及金属回收的重要性。这些都是高中化学课程中关于化学与自然资源开发利用的重要内容。
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