2020_2021學(xué)年新教材高中化學(xué)第八章化學(xué)與可持續(xù)發(fā)展1.1金屬礦物的開發(fā)利用課件新人教版必修2

1、第八章化學(xué)與可持續(xù)發(fā)展 第一節(jié)自然資源的開發(fā)利用 第1課時(shí)金屬礦物的開發(fā)利用 學(xué)習(xí)任務(wù)一金屬冶煉的原理學(xué)習(xí)任務(wù)一金屬冶煉的原理 任務(wù)驅(qū)動(dòng)任務(wù)驅(qū)動(dòng): : 除了金、鉑等極少數(shù)金屬除了金、鉑等極少數(shù)金屬, ,絕大多數(shù)金屬元素以化合物的形式存在于自然界絕大多數(shù)金屬元素以化合物的形式存在于自然界, , 如何利用金屬礦物生產(chǎn)各種金屬材料如何利用金屬礦物生產(chǎn)各種金屬材料? ? 1.1.金屬在自然界中存在形態(tài)金屬在自然界中存在形態(tài) 課前自主學(xué)習(xí)課前自主學(xué)習(xí) 2.2.金屬冶煉原理金屬冶煉原理 (1)(1)金屬礦物的冶煉步驟。金屬礦物的冶煉步驟。 (2)(2)金屬冶煉的基本原理。金屬冶煉的基本原理。 基本原理基本

2、原理: :將金屬元素從其化合物中提取出來(lái)將金屬元素從其化合物中提取出來(lái), ,用還原法把用還原法把_態(tài)的金屬還態(tài)的金屬還 原成原成_態(tài)的金屬。態(tài)的金屬。 表示方法表示方法:M:Mn n+ + +n ne e- -=M=M。 化合化合 游離游離 學(xué)習(xí)任務(wù)二金屬冶煉的一般方法學(xué)習(xí)任務(wù)二金屬冶煉的一般方法 任務(wù)驅(qū)動(dòng)任務(wù)驅(qū)動(dòng): : 對(duì)于活潑性不同的金屬對(duì)于活潑性不同的金屬, ,采用的冶煉方式是否相同采用的冶煉方式是否相同? ? 1.1.常見金屬的冶煉方法常見金屬的冶煉方法 【情境情境思考思考】如圖是我國(guó)古代和現(xiàn)代冶金的兩張圖片如圖是我國(guó)古代和現(xiàn)代冶金的兩張圖片, ,那么人類使用金屬的那么人類使用金屬的

3、年代先后順序與金屬的活動(dòng)性有什么關(guān)系年代先后順序與金屬的活動(dòng)性有什么關(guān)系? ? 提示提示: :金屬冶煉方法的選擇取決于金屬在自然界中的存在狀態(tài)和金屬的活潑性。金屬冶煉方法的選擇取決于金屬在自然界中的存在狀態(tài)和金屬的活潑性。 金屬越活潑金屬越活潑, ,冶煉時(shí)所需條件要求越高冶煉時(shí)所需條件要求越高, ,在人類歷史上出現(xiàn)的相對(duì)晚一些。金在人類歷史上出現(xiàn)的相對(duì)晚一些。金 屬越不活潑屬越不活潑, ,冶煉的方法越簡(jiǎn)單冶煉的方法越簡(jiǎn)單, ,人們使用的時(shí)間越早人們使用的時(shí)間越早, ,所以有青銅、鐵器等時(shí)所以有青銅、鐵器等時(shí) 代的發(fā)展歷程。代的發(fā)展歷程。 2.2.鋁熱反應(yīng)鋁熱反應(yīng) (1)(1) 概念概念 鋁和鋁

4、和_在高溫下發(fā)生劇烈反應(yīng)并放出大量熱量的化學(xué)反在高溫下發(fā)生劇烈反應(yīng)并放出大量熱量的化學(xué)反 應(yīng)應(yīng) 原理原理 AlAl作作_劑劑, ,另一種金屬氧化物作另一種金屬氧化物作_劑劑, ,用鋁將氧化物中的金用鋁將氧化物中的金 屬置換出來(lái)屬置換出來(lái) 鋁熱劑鋁熱劑_和某些金屬氧化物和某些金屬氧化物(Fe(Fe3 3O O4 4、CrCr2 2O O3 3、V V2 2O O5 5等等) )組成的混合物組成的混合物 反應(yīng)特反應(yīng)特 點(diǎn)點(diǎn) 高溫條件下迅速反應(yīng)并放出大量的熱量高溫條件下迅速反應(yīng)并放出大量的熱量, ,生成的金屬單質(zhì)呈熔融態(tài)生成的金屬單質(zhì)呈熔融態(tài) 且易與且易與AlAl2 2O O3 3分離分離 引發(fā)操引

5、發(fā)操 作作 點(diǎn)燃鎂帶點(diǎn)燃鎂帶 氯酸鉀氯酸鉀作助燃劑作助燃劑 金屬氧化物金屬氧化物 還原還原氧化氧化 鋁粉鋁粉 (2)(2)鋁熱反應(yīng)應(yīng)用鋁熱反應(yīng)應(yīng)用 冶煉熔點(diǎn)冶煉熔點(diǎn)_的金屬的金屬, ,如釩、鉻、錳等。如釩、鉻、錳等。 在野外焊接鋼軌等。在野外焊接鋼軌等。 高高 【做一做做一做】用鋁熱法還原下列化合物用鋁熱法還原下列化合物:MnO:MnO2 2、CrCr2 2O O3 3、WOWO3 3、CuO,CuO,各獲得金屬各獲得金屬 1 mol,1 mol,消耗鋁最少的是哪個(gè)消耗鋁最少的是哪個(gè)? ? 提示提示: :制備制備1 mol1 mol金屬金屬, ,根據(jù)氧化還原反應(yīng)中得失電子數(shù)相等的原理根據(jù)氧化還

6、原反應(yīng)中得失電子數(shù)相等的原理, ,金屬離子金屬離子 得電子數(shù)越多得電子數(shù)越多, ,需要鋁的質(zhì)量越大。即生成需要鋁的質(zhì)量越大。即生成1 mol1 mol金屬金屬, ,該金屬在化合物中化合該金屬在化合物中化合 價(jià)越高價(jià)越高, ,則消耗鋁越多則消耗鋁越多; ;反之則越少。在這四種化合物中只有反之則越少。在這四種化合物中只有CuOCuO中中CuCu的化合價(jià)的化合價(jià) 最低最低, ,故為故為CuOCuO。 3.3.合理開發(fā)和利用金屬礦物資源合理開發(fā)和利用金屬礦物資源 (1)(1)有效地使用金屬產(chǎn)品、材料。有效地使用金屬產(chǎn)品、材料。 (2)(2)提高金屬礦物的利用率。提高金屬礦物的利用率。 (3)(3)用其

7、他材料代替金屬材料用其他材料代替金屬材料, ,減少金屬的使用量。減少金屬的使用量。 (4)(4)加強(qiáng)金屬資源的回收和再利用。加強(qiáng)金屬資源的回收和再利用。 課堂合作探究課堂合作探究 【探究任務(wù)一探究任務(wù)一】 金屬的冶煉金屬的冶煉 【歷史情境歷史情境】 “爐火照天地爐火照天地, ,紅星亂紫煙。赧郎明月夜紅星亂紫煙。赧郎明月夜, ,歌曲動(dòng)寒川。歌曲動(dòng)寒川。”該詩(shī)是李白該詩(shī)是李白秋浦秋浦 歌歌中的一首。描寫的就是我國(guó)古代勞動(dòng)人民冶煉金屬的熱烈場(chǎng)面。金屬冶中的一首。描寫的就是我國(guó)古代勞動(dòng)人民冶煉金屬的熱烈場(chǎng)面。金屬冶 煉技術(shù)最早起源于我國(guó)。考古發(fā)現(xiàn)煉技術(shù)最早起源于我國(guó)。考古發(fā)現(xiàn),300,300多年前我國(guó)

8、古代民間工匠們就掌握了多年前我國(guó)古代民間工匠們就掌握了 用炭與氧化銅發(fā)生反應(yīng)得到銅的金屬冶煉技術(shù)。用炭與氧化銅發(fā)生反應(yīng)得到銅的金屬冶煉技術(shù)。 【問題探究問題探究】 1.1.金屬冶煉原理金屬冶煉原理 (1)(1)所有金屬單質(zhì)必須通過化學(xué)反應(yīng)才能獲得嗎所有金屬單質(zhì)必須通過化學(xué)反應(yīng)才能獲得嗎? ? 提示提示: :不一定。有些金屬在自然界中以游離態(tài)存在不一定。有些金屬在自然界中以游離態(tài)存在, ,不必通過化學(xué)反應(yīng)獲得不必通過化學(xué)反應(yīng)獲得, ,比比 如金、鉑等通過物理方法獲得。如金、鉑等通過物理方法獲得。 (2)(2)利用化合物冶煉金屬時(shí)利用化合物冶煉金屬時(shí), ,金屬元素一定發(fā)生還原反應(yīng)嗎金屬元素一定發(fā)生

9、還原反應(yīng)嗎? ? 提示提示: :一定。因?yàn)樵诨衔镏薪饘僭匾欢檎齼r(jià)一定。因?yàn)樵诨衔镏薪饘僭匾欢檎齼r(jià), ,變?yōu)閱钨|(zhì)時(shí)化合價(jià)降低變?yōu)閱钨|(zhì)時(shí)化合價(jià)降低, ,得得 電子電子, ,發(fā)生還原反應(yīng)。發(fā)生還原反應(yīng)。 2.2.金屬的冶煉方法金屬的冶煉方法 (1)(1)為什么冶煉鎂時(shí)不能使用為什么冶煉鎂時(shí)不能使用MgO,MgO,冶煉鋁時(shí)不能使用冶煉鋁時(shí)不能使用AlClAlCl3 3? ? 提示提示: :因?yàn)檠趸V熔點(diǎn)太高因?yàn)檠趸V熔點(diǎn)太高, ,不易熔化不易熔化, ,所以不用所以不用, ,而氯化鎂熔點(diǎn)低而氯化鎂熔點(diǎn)低, ,易熔化且熔易熔化且熔 化后易電離出自由移動(dòng)的陰、陽(yáng)離子化后易電離出自由移動(dòng)的陰、陽(yáng)離

10、子, ,所以用氯化鎂所以用氯化鎂; ;氯化鋁是共價(jià)化合物氯化鋁是共價(jià)化合物, ,熔熔 化時(shí)不能電離出自由移動(dòng)的陰、陽(yáng)離子化時(shí)不能電離出自由移動(dòng)的陰、陽(yáng)離子, ,所以不能使用所以不能使用, ,只能用熔點(diǎn)較高的氧只能用熔點(diǎn)較高的氧 化鋁?；X。 (2)(2)用熱還原法冶煉金屬時(shí)用熱還原法冶煉金屬時(shí), ,常見的還原劑有哪些常見的還原劑有哪些? ? 提示提示: :H H2 2、COCO、焦炭、鋁粉等。、焦炭、鋁粉等。 (3)(3)用電解法冶煉活潑金屬用電解法冶煉活潑金屬( (如如NaNa、MgMg、AlAl等等),),能否電解該金屬的鹽溶液能否電解該金屬的鹽溶液? ? 提示提示: :不能。應(yīng)電解該金屬

11、的熔融化合物。不能。應(yīng)電解該金屬的熔融化合物。 (4)“(4)“火法煉銅火法煉銅”與與“濕法煉銅濕法煉銅”的反應(yīng)原理是什么的反應(yīng)原理是什么? ?各有何缺點(diǎn)各有何缺點(diǎn)? ? 提示提示: :火法煉銅火法煉銅:Cu:Cu2 2S+OS+O2 2 2Cu+SO 2Cu+SO2 2 濕法煉銅濕法煉銅:Fe+CuSO:Fe+CuSO4 4=FeSO=FeSO4 4+Cu+Cu 火法煉銅會(huì)產(chǎn)生大量污染性氣體火法煉銅會(huì)產(chǎn)生大量污染性氣體(SO(SO2 2););濕法煉銅制得的銅不純濕法煉銅制得的銅不純, ,且廢液污染環(huán)且廢液污染環(huán) 境。境。 高溫高溫 = 3.3.遷移應(yīng)用遷移應(yīng)用 從石器、青銅器到鐵器時(shí)代從石

12、器、青銅器到鐵器時(shí)代, ,金屬的冶煉體現(xiàn)了人類文明的發(fā)展水平。如圖表金屬的冶煉體現(xiàn)了人類文明的發(fā)展水平。如圖表 示了示了3 3種金屬被人類開發(fā)利用的大致年限。這種金屬被人類開發(fā)利用的大致年限。這3 3種金屬的應(yīng)用之所以有先后種金屬的應(yīng)用之所以有先后, ,主主 要取決于什么要取決于什么? ? 提示提示: :主要取決于金屬的活潑性主要取決于金屬的活潑性, ,在金屬活動(dòng)性順序表中在金屬活動(dòng)性順序表中, ,越靠后的金屬出現(xiàn)的越靠后的金屬出現(xiàn)的 年代越早年代越早, ,越靠前的金屬出現(xiàn)越晚越靠前的金屬出現(xiàn)越晚, ,說明金屬越活潑說明金屬越活潑, ,越難冶煉。越難冶煉。 【探究總結(jié)探究總結(jié)】 金屬冶煉方法的

13、選擇金屬冶煉方法的選擇 冶煉方法與金屬活動(dòng)性的關(guān)系。冶煉方法與金屬活動(dòng)性的關(guān)系。 根據(jù)金屬活動(dòng)順序表根據(jù)金屬活動(dòng)順序表, ,一般情況下選擇以下四種冶煉方法一般情況下選擇以下四種冶煉方法: : (1)(1)前前5 5種金屬種金屬( (即從即從K K到到Al)Al)應(yīng)選擇電解法冶煉應(yīng)選擇電解法冶煉, ,因?yàn)樗鼈兊幕顫娦蕴貏e強(qiáng)因?yàn)樗鼈兊幕顫娦蕴貏e強(qiáng), ,一般一般 還原劑很難把它們從化合物中還原出來(lái)。還原劑很難把它們從化合物中還原出來(lái)。 (2)(2)從從ZnZn到到CuCu這這5 5種金屬一般選擇熱還原法。雖然它們的性質(zhì)也比較活潑種金屬一般選擇熱還原法。雖然它們的性質(zhì)也比較活潑, ,但可但可 以找到合

14、適的還原劑把它們從化合物中還原出來(lái)以找到合適的還原劑把它們從化合物中還原出來(lái); ;常見的還原劑有常見的還原劑有H H2 2、COCO、焦、焦 炭等。炭等。 (3)Hg(3)Hg和和AgAg活潑性較弱活潑性較弱, ,其陽(yáng)離子有較強(qiáng)的氧化性其陽(yáng)離子有較強(qiáng)的氧化性, ,比較容易得到電子比較容易得到電子, ,一般選一般選 擇對(duì)它們的氧化物進(jìn)行加熱分解的方法冶煉。擇對(duì)它們的氧化物進(jìn)行加熱分解的方法冶煉。 (4)Pt(4)Pt和和AuAu在自然界中以單質(zhì)形式存在在自然界中以單質(zhì)形式存在, ,可以選用物理分離的方法把它們提純可以選用物理分離的方法把它們提純 出來(lái)。出來(lái)。 【拓展提升拓展提升】幾種熱還原法的比

15、較幾種熱還原法的比較 1.1.分類分類: : 2.2.優(yōu)缺點(diǎn)優(yōu)缺點(diǎn): : 優(yōu)點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)缺點(diǎn) H H2 2還原法還原法金屬的純度高金屬的純度高工業(yè)成本高工業(yè)成本高 COCO和和C C 還原法還原法 工業(yè)成本低工業(yè)成本低 產(chǎn)生的產(chǎn)生的COCO會(huì)污染環(huán)境會(huì)污染環(huán)境; ;金屬的純度金屬的純度 低低 鋁熱法鋁熱法 可以冶煉熔點(diǎn)高、難可以冶煉熔點(diǎn)高、難 以冶煉的金屬以冶煉的金屬 工業(yè)成本較高工業(yè)成本較高 【探究特訓(xùn)探究特訓(xùn)】 1.(20201.(2020濰坊高一檢測(cè)濰坊高一檢測(cè)) )下表中金屬的冶煉原理與方法不完全正確的是下表中金屬的冶煉原理與方法不完全正確的是 ( () ) 【解題指南解題指南】解答本題

16、應(yīng)注意以下兩點(diǎn)解答本題應(yīng)注意以下兩點(diǎn): : (1)(1)掌握濕法煉銅和火法煉銅。掌握濕法煉銅和火法煉銅。 (2)(2)氯化鋁是共價(jià)化合物氯化鋁是共價(jià)化合物, ,冶煉鋁時(shí)不能使用氯化鋁。冶煉鋁時(shí)不能使用氯化鋁。 【解析解析】選選C C?；顫娊饘佟；顫娊饘貹 K、CaCa、NaNa、MgMg、AlAl等用電解法冶煉等用電解法冶煉, ,較活潑金屬較活潑金屬ZnZn、 FeFe、SnSn、PbPb、CuCu等用熱還原法冶煉等用熱還原法冶煉, ,不活潑金屬不活潑金屬HgHg、AgAg等用熱分解法冶煉等用熱分解法冶煉, ,故故A A、 B B、D D項(xiàng)正確項(xiàng)正確,C,C項(xiàng)錯(cuò)誤。項(xiàng)錯(cuò)誤。 【延伸探究延伸探究

17、】(1)(1)冶煉金屬的過程中一定要加入還原劑嗎冶煉金屬的過程中一定要加入還原劑嗎? ? 提示提示: :不一定。如加熱不一定。如加熱HgOHgO就能得到金屬汞就能得到金屬汞, ,不用加入其他還原劑。不用加入其他還原劑。 (2)(2)能否用鋁熱法冶煉金屬鎂能否用鋁熱法冶煉金屬鎂? ? 提示提示: :鎂的還原性大于鋁鎂的還原性大于鋁, ,只能用電解法得到金屬鎂。只能用電解法得到金屬鎂。 2.(20202.(2020包頭高一檢測(cè)包頭高一檢測(cè)) )我國(guó)古代我國(guó)古代“藥金藥金”的冶煉方法是將爐甘石的冶煉方法是將爐甘石(ZnCO(ZnCO3 3) )和和 赤銅礦赤銅礦(Cu(Cu2 2O)O)與木炭按一定

18、的比例混合后加熱至與木炭按一定的比例混合后加熱至800,800,即可煉出閃爍似金子般即可煉出閃爍似金子般 光澤的光澤的“藥金藥金”。下列敘述正確的是。下列敘述正確的是( () ) A.“A.“藥金藥金”實(shí)質(zhì)上是銅鋅合金實(shí)質(zhì)上是銅鋅合金 B.B.冶煉爐中的爐甘石直接被木炭還原為鋅冶煉爐中的爐甘石直接被木炭還原為鋅 C.C.用王水可區(qū)別黃金和用王水可區(qū)別黃金和“藥金藥金” D.D.用火焰灼燒不能區(qū)別黃金和用火焰灼燒不能區(qū)別黃金和“藥金藥金” 【解析解析】選選A A。冶煉。冶煉“藥金藥金”的相關(guān)反應(yīng)的化學(xué)方程式為的相關(guān)反應(yīng)的化學(xué)方程式為ZnCOZnCO3 3 ZnO+CO ZnO+CO2 2, 2Z

19、nO+C 2Zn+CO2ZnO+C 2Zn+CO2 2,2Cu,2Cu2 2O+C 4Cu+COO+C 4Cu+CO2 2,可知可知A A項(xiàng)正確項(xiàng)正確,B,B項(xiàng)項(xiàng) 錯(cuò)誤。王水可以溶解黃金和錯(cuò)誤。王水可以溶解黃金和“藥金藥金”, ,故故C C項(xiàng)錯(cuò)誤。用火焰灼燒可以區(qū)別黃金項(xiàng)錯(cuò)誤。用火焰灼燒可以區(qū)別黃金 和和“藥金藥金”, ,因?yàn)楦邷叵曼S金跟空氣不反應(yīng)因?yàn)楦邷叵曼S金跟空氣不反應(yīng), ,而而“藥金藥金”可以與空氣反應(yīng)可以與空氣反應(yīng), ,生成生成 的的CuOCuO是黑色的是黑色的,ZnO,ZnO是白色的是白色的, ,總之總之, ,灼燒后的灼燒后的“藥金藥金”顏色有變化顏色有變化, ,故故D D項(xiàng)錯(cuò)項(xiàng)錯(cuò)

20、誤。誤。 高溫高溫 = 高溫高溫 = 高溫高溫 = 【補(bǔ)償訓(xùn)練補(bǔ)償訓(xùn)練】 (2020(2020福州高一檢測(cè)福州高一檢測(cè)) )下列有關(guān)金屬冶煉的方法中敘述正確的是下列有關(guān)金屬冶煉的方法中敘述正確的是 ( () ) A.A.電解電解MgClMgCl2 2水溶液制備金屬水溶液制備金屬M(fèi)gMg B.B.利用鋁熱反應(yīng)制備金屬利用鋁熱反應(yīng)制備金屬AlAl C.C.加熱分解加熱分解FeFe2 2O O3 3的方法制備金屬鐵的方法制備金屬鐵 D.D.用火法或濕法均可制備金屬銅用火法或濕法均可制備金屬銅 【解析解析】選選D D。應(yīng)電解熔融的。應(yīng)電解熔融的MgClMgCl2 2冶煉冶煉Mg,AMg,A錯(cuò)誤錯(cuò)誤;

21、;鋁熱反應(yīng)是鋁熱反應(yīng)是AlAl和某些金屬氧和某些金屬氧 化物反應(yīng)化物反應(yīng),B,B錯(cuò)誤錯(cuò)誤; ;鐵的冶煉是用鐵的冶煉是用COCO還原還原FeFe2 2O O3 3,C,C錯(cuò)誤錯(cuò)誤;Cu;Cu屬于較活潑金屬屬于較活潑金屬, ,可以采可以采 用火法或濕法冶煉用火法或濕法冶煉, ,如如CuO+CO Cu+COCuO+CO Cu+CO2 2,Fe+CuSO,Fe+CuSO4 4=FeSO=FeSO4 4+Cu,D+Cu,D正確。正確。 = 3.3.根據(jù)如圖所示一氧化碳還原鐵的氧化物的實(shí)驗(yàn)裝置根據(jù)如圖所示一氧化碳還原鐵的氧化物的實(shí)驗(yàn)裝置, ,回答下列問題。回答下列問題。 (1)(1)怎樣知道硬質(zhì)玻璃管中怎

22、樣知道硬質(zhì)玻璃管中FeFe2 2O O3 3已開始發(fā)生反應(yīng)已開始發(fā)生反應(yīng)? ? 。 (2)(2)在在a a處點(diǎn)燃處點(diǎn)燃, ,可觀察到什么現(xiàn)象可觀察到什么現(xiàn)象? ?為什么要點(diǎn)燃為什么要點(diǎn)燃? ? _。 (3)(3)實(shí)驗(yàn)結(jié)束時(shí)應(yīng)注意的操作是實(shí)驗(yàn)結(jié)束時(shí)應(yīng)注意的操作是_。 先停止通入先停止通入COCO 先熄滅酒精燈先熄滅酒精燈, ,并繼續(xù)通入并繼續(xù)通入COCO 熄滅酒精燈熄滅酒精燈, ,同時(shí)停止通入同時(shí)停止通入COCO 先熄滅酒精燈先熄滅酒精燈, ,繼續(xù)通入繼續(xù)通入CO,CO,并點(diǎn)燃排出的并點(diǎn)燃排出的COCO氣體氣體 【解析解析】這是一個(gè)典型的這是一個(gè)典型的COCO還原金屬氧化物的實(shí)驗(yàn)還原金屬氧化物的

23、實(shí)驗(yàn), ,利用氣體的還原性來(lái)制得利用氣體的還原性來(lái)制得 金屬。金屬。 答案答案: :(1)(1)當(dāng)硬質(zhì)玻璃管中紅棕色物質(zhì)開始變黑當(dāng)硬質(zhì)玻璃管中紅棕色物質(zhì)開始變黑,b,b中澄清的石灰水開始變渾濁中澄清的石灰水開始變渾濁 時(shí)時(shí), ,說明已開始發(fā)生反應(yīng)說明已開始發(fā)生反應(yīng) (2)(2)可看見淡藍(lán)色的火焰可看見淡藍(lán)色的火焰; ;因因COCO有毒有毒, ,為防止為防止COCO污染空氣污染空氣, ,必須點(diǎn)燃或用其他方必須點(diǎn)燃或用其他方 法處理未反應(yīng)的法處理未反應(yīng)的COCO (3)(3) 【探究任務(wù)二探究任務(wù)二】鋁熱反應(yīng)鋁熱反應(yīng) 【社會(huì)情境社會(huì)情境】 鋁熱反應(yīng)是以鋁粉和氧化鐵為主要反應(yīng)物的放熱反應(yīng)。當(dāng)溫度超過

24、鋁熱反應(yīng)是以鋁粉和氧化鐵為主要反應(yīng)物的放熱反應(yīng)。當(dāng)溫度超過1 250 1 250 時(shí)時(shí), ,鋁粉激烈氧化鋁粉激烈氧化, ,燃燒而放出大量熱。這種放熱反應(yīng)的溫度可達(dá)燃燒而放出大量熱。這種放熱反應(yīng)的溫度可達(dá)3 000 3 000 以以 上。鋁熱反應(yīng)非常迅速上。鋁熱反應(yīng)非常迅速, ,作用時(shí)間短。鋁熱反應(yīng)原理可以應(yīng)用在生產(chǎn)上作用時(shí)間短。鋁熱反應(yīng)原理可以應(yīng)用在生產(chǎn)上, ,例如例如 焊接鋼軌、冶煉難熔金屬、制作傳統(tǒng)的煙火劑等。焊接鋼軌、冶煉難熔金屬、制作傳統(tǒng)的煙火劑等。 【問題探究問題探究】 1.1.鋁熱反應(yīng)的原理鋁熱反應(yīng)的原理 (1)(1)只有鋁粉與只有鋁粉與FeFe2 2O O3 3的反應(yīng)才是鋁熱反應(yīng)

25、嗎的反應(yīng)才是鋁熱反應(yīng)嗎? ? 提示提示: :不是。鋁粉與其他金屬氧化物的反應(yīng)都可以稱為鋁熱反應(yīng)。不是。鋁粉與其他金屬氧化物的反應(yīng)都可以稱為鋁熱反應(yīng)。 (2)(2)鋁可以與所有金屬氧化物發(fā)生鋁熱反應(yīng)嗎鋁可以與所有金屬氧化物發(fā)生鋁熱反應(yīng)嗎? ? 提示提示: :不是。鋁只能與活潑性比鋁弱的金屬的氧化物反應(yīng)。如不是。鋁只能與活潑性比鋁弱的金屬的氧化物反應(yīng)。如AlAl與與MgOMgO不反應(yīng)。不反應(yīng)。 (3)(3)鋁熱反應(yīng)利用了鋁的哪些性質(zhì)鋁熱反應(yīng)利用了鋁的哪些性質(zhì)? ? 提示提示: :利用了鋁的強(qiáng)還原性、鋁的熔點(diǎn)較低及反應(yīng)放出大量的熱等。利用了鋁的強(qiáng)還原性、鋁的熔點(diǎn)較低及反應(yīng)放出大量的熱等。 (4)(4

26、)金屬鋁可用于還原哪些金屬金屬鋁可用于還原哪些金屬? ?能否利用鋁熱反應(yīng)冶煉鎂能否利用鋁熱反應(yīng)冶煉鎂? ? 提示提示: :能冶煉活動(dòng)性比鋁差的難熔金屬。不能利用鋁熱反應(yīng)冶煉鎂能冶煉活動(dòng)性比鋁差的難熔金屬。不能利用鋁熱反應(yīng)冶煉鎂, ,原因是原因是MgMg 比比AlAl活潑?；顫?。 2.2.鋁熱反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)鋁熱反應(yīng)的實(shí)驗(yàn) 實(shí)驗(yàn)操作實(shí)驗(yàn)操作 實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象 (1)(1)鎂帶劇烈燃燒。鎂帶劇烈燃燒。 (2)(2)鋁熱劑發(fā)生劇烈反應(yīng)鋁熱劑發(fā)生劇烈反應(yīng), ,發(fā)出耀眼白光發(fā)出耀眼白光, ,放出大量的熱。放出大量的熱。 (3)(3)紙漏斗下部燒穿紙漏斗下部燒穿, ,有紅熱的熔融物落入細(xì)沙上有紅熱的熔融物落入細(xì)

27、沙上, ,冷卻后變?yōu)槔鋮s后變?yōu)?黑色固體。黑色固體。 原理原理 鎂帶燃燒鎂帶燃燒, ,放出大量的熱放出大量的熱;KClO;KClO3 3在受熱狀態(tài)下發(fā)生分解產(chǎn)生在受熱狀態(tài)下發(fā)生分解產(chǎn)生O O2 2, , 使鎂條劇烈燃燒使鎂條劇烈燃燒, ,使氧化鐵粉末和鋁粉在較高溫度下發(fā)生反使氧化鐵粉末和鋁粉在較高溫度下發(fā)生反 應(yīng)應(yīng):2Al+Fe:2Al+Fe2 2O O3 3 2Fe+Al 2Fe+Al2 2O O3 3, ,生成的鐵在高溫下呈熔化狀態(tài)。生成的鐵在高溫下呈熔化狀態(tài)。 高溫高溫 = (1)(1)鋁熱反應(yīng)需要高溫條件鋁熱反應(yīng)需要高溫條件, ,是否需要持續(xù)加熱是否需要持續(xù)加熱? ? 提示提示: :不

28、需要。因該反應(yīng)能放出大量熱不需要。因該反應(yīng)能放出大量熱, ,一旦反應(yīng)開始一旦反應(yīng)開始, ,本身釋放的熱量即可滿本身釋放的熱量即可滿 足進(jìn)一步發(fā)生反應(yīng)所需要的高溫條件。足進(jìn)一步發(fā)生反應(yīng)所需要的高溫條件。 (2)(2)蒸發(fā)皿中鋪少量細(xì)沙的作用是什么蒸發(fā)皿中鋪少量細(xì)沙的作用是什么? ? 提示提示: :防止熔融物炸裂蒸發(fā)皿。防止熔融物炸裂蒸發(fā)皿。 (3)(3)引發(fā)鋁熱反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)操作是引發(fā)鋁熱反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)操作是_。 提示提示: :在鋁熱劑上放在鋁熱劑上放KClOKClO3 3, ,插入鎂條并將鎂條點(diǎn)燃。插入鎂條并將鎂條點(diǎn)燃。 (4)(4)鋁熱劑中鋁熱劑中,Fe,Fe2 2O O3 3與與AlAl的質(zhì)量比為

29、多少最好的質(zhì)量比為多少最好? ? 提示提示: :FeFe2 2O O3 3和和AlAl恰好完全反應(yīng)時(shí)原料的利用率最高恰好完全反應(yīng)時(shí)原料的利用率最高, ,為最合適的比例。根據(jù)化為最合適的比例。根據(jù)化 學(xué)反應(yīng)方程式學(xué)反應(yīng)方程式FeFe2 2O O3 3+2Al 2Fe+Al+2Al 2Fe+Al2 2O O3 3可知可知,Fe,Fe2 2O O3 3和和AlAl的物質(zhì)的量之比為的物質(zhì)的量之比為12,12, 故質(zhì)量之比為故質(zhì)量之比為16054,16054,約約3131。 高溫高溫 = 【探究總結(jié)探究總結(jié)】 鋁熱反應(yīng)實(shí)驗(yàn)的注意事項(xiàng)鋁熱反應(yīng)實(shí)驗(yàn)的注意事項(xiàng) 1.1.鎂帶要打磨凈表面的氧化膜鎂帶要打磨凈表面

30、的氧化膜, ,否則難以點(diǎn)燃。否則難以點(diǎn)燃。 2.2.氧化鐵粉末要干燥氧化鐵粉末要干燥, ,鋁粉沒有被氧化鋁粉沒有被氧化, ,否則難以反應(yīng)。否則難以反應(yīng)。 3.3.要保證紙漏斗重疊時(shí)四周均為四層要保證紙漏斗重疊時(shí)四周均為四層, ,且內(nèi)層紙漏斗一定要用水潤(rùn)濕且內(nèi)層紙漏斗一定要用水潤(rùn)濕, ,以防高以防高 溫物質(zhì)從四周濺出。溫物質(zhì)從四周濺出。 4.4.因?yàn)殇X熱反應(yīng)是一個(gè)典型的放熱反應(yīng)因?yàn)殇X熱反應(yīng)是一個(gè)典型的放熱反應(yīng), ,反應(yīng)中放出的大量熱量能夠使鐵熔化反應(yīng)中放出的大量熱量能夠使鐵熔化, , 所以要墊細(xì)沙所以要墊細(xì)沙, ,這樣做的目的一是防止蒸發(fā)皿炸裂這樣做的目的一是防止蒸發(fā)皿炸裂, ,二是防止熔融的金

31、屬濺出二是防止熔融的金屬濺出 傷人。傷人。 5.5.實(shí)驗(yàn)裝置應(yīng)遠(yuǎn)離人群和易燃物。實(shí)驗(yàn)裝置應(yīng)遠(yuǎn)離人群和易燃物。 【拓展提升拓展提升】計(jì)算鋁熱反應(yīng)中鋁的消耗量的兩種解法計(jì)算鋁熱反應(yīng)中鋁的消耗量的兩種解法 解法一解法一: :寫出并配平化學(xué)方程式寫出并配平化學(xué)方程式, ,根據(jù)方程式進(jìn)行計(jì)算。根據(jù)方程式進(jìn)行計(jì)算。 4Al+3MnO4Al+3MnO2 2 2Al 2Al2 2O O3 3 +3Mn +3Mn 2Al+WO2Al+WO3 3 Al Al2 2O O3 3+W+W CrCr2 2O O3 3+2Al Al+2Al Al2 2O O3 3+2Cr+2Cr 3Fe3Fe3 3O O4 4+8Al

32、4Al+8Al 4Al2 2O O3 3+9Fe+9Fe 高溫高溫 = 高溫高溫 = 高溫高溫 = 高溫高溫 = 解法二解法二: :可以根據(jù)電子守恒法進(jìn)行計(jì)算可以根據(jù)電子守恒法進(jìn)行計(jì)算, ,但關(guān)鍵是準(zhǔn)確得到該氧化物中金屬元但關(guān)鍵是準(zhǔn)確得到該氧化物中金屬元 素的化合價(jià)素的化合價(jià), ,準(zhǔn)確求出反應(yīng)前后化合價(jià)的差值。利用該法計(jì)算的公式為氧化劑準(zhǔn)確求出反應(yīng)前后化合價(jià)的差值。利用該法計(jì)算的公式為氧化劑 的物質(zhì)的量的物質(zhì)的量( (高價(jià)高價(jià)- -低價(jià)低價(jià))=)=還原劑的物質(zhì)的量還原劑的物質(zhì)的量( (高價(jià)高價(jià)- -低價(jià)低價(jià)) ) MnOMnO2 2MnMn4e4e- - AlAl 設(shè)制得設(shè)制得1 mol Mn

33、1 mol Mn需消耗需消耗AlAl的物質(zhì)的量為的物質(zhì)的量為n n 則則1 mol1 mol(4-0)=(4-0)=n n(3-0),(3-0),則則n n= = mol mol WOWO3 3W W6e6e- -2Al2Al 4 3 4 3 設(shè)制得設(shè)制得1 mol W1 mol W需消耗需消耗AlAl的物質(zhì)的量為的物質(zhì)的量為n n 則則1 mol1 mol(6-0)=(6-0)=n n(3-0),(3-0),則則n n=2 mol =2 mol CrCr2 2O O3 3CrCr3e3e- - AlAl 設(shè)制得設(shè)制得1 mol Cr1 mol Cr需消耗需消耗AlAl的物質(zhì)的量為的物質(zhì)的量為

34、n n 則則1 mol1 mol(3-0)=(3-0)=n n(3-0),(3-0),則則n n=1 mol =1 mol FeFe3 3O O4 4FeFe e e- - AlAl 設(shè)制得設(shè)制得1 mol Fe1 mol Fe需消耗需消耗AlAl的物質(zhì)的量為的物質(zhì)的量為n n 則則1 mol1 mol( ( -0)=-0)=n n(3-0),(3-0),則則n n= = mol mol 1 2 1 3 8 3 8 9 8 3 8 9 【探究特訓(xùn)探究特訓(xùn)】 1.1.下列金屬鐵、鈣、錳、釩、鉻下列金屬鐵、鈣、錳、釩、鉻, ,可用鋁熱法制備的有可用鋁熱法制備的有 ( () ) A.A.B.B. C

35、.C.D.D. 【解析解析】選選C C?？捎娩X熱法制備的金屬通常具有較高的熔點(diǎn)?？捎娩X熱法制備的金屬通常具有較高的熔點(diǎn), ,且不能比鋁活潑。且不能比鋁活潑。 2.(20202.(2020揚(yáng)州高一檢測(cè)揚(yáng)州高一檢測(cè)) )金屬鋁質(zhì)輕且有良好的防腐蝕性金屬鋁質(zhì)輕且有良好的防腐蝕性, ,在國(guó)防工業(yè)中有非在國(guó)防工業(yè)中有非 常重要的應(yīng)用。常重要的應(yīng)用。 完成下列問題完成下列問題: : (1)(1)鎵鎵(Ga)(Ga)與鋁同主族與鋁同主族, ,鎵的氯化物與氨水反應(yīng)的化學(xué)方程式鎵的氯化物與氨水反應(yīng)的化學(xué)方程式: : _。 (2)(2)用鋁和金屬氧化物反應(yīng)制備金屬單質(zhì)是工業(yè)上較常用的方法。用鋁和金屬氧化物反應(yīng)制備

36、金屬單質(zhì)是工業(yè)上較常用的方法。 如如:2Al+4BaO 3Ba+BaOAl:2Al+4BaO 3Ba+BaOAl2 2O O3 3 高溫高溫 = 常溫下常溫下AlAl的金屬性比的金屬性比BaBa的金屬性的金屬性_(_(填填“強(qiáng)強(qiáng)”或或“弱弱”) )。利用上述方。利用上述方 法可制取法可制取BaBa的主要原因是的主要原因是_。 a.a.高溫時(shí)高溫時(shí)AlAl的活潑性大于的活潑性大于BaBa b.b.高溫有利于高溫有利于BaOBaO分解分解 c.c.高溫時(shí)高溫時(shí)BaOAlBaOAl2 2O O3 3比比AlAl2 2O O3 3穩(wěn)定穩(wěn)定 d.Bad.Ba的沸點(diǎn)比的沸點(diǎn)比AlAl的低的低 【方法技巧方

37、法技巧】有些很活潑的金屬也可以用還原法來(lái)冶煉有些很活潑的金屬也可以用還原法來(lái)冶煉, ,如如 Na+KCl Na+KCl K+NaClK+NaCl、 2RbCl+Mg 2RbCl+Mg MgClMgCl2 2+2Rb+2Rb等等, , 主要運(yùn)用了化學(xué)平衡移動(dòng)原理主要運(yùn)用了化學(xué)平衡移動(dòng)原理, ,利用利用K K、RbRb沸點(diǎn)低沸點(diǎn)低, ,氣化離開反應(yīng)體系氣化離開反應(yīng)體系, ,使化學(xué)使化學(xué) 反應(yīng)得以向正反應(yīng)方向進(jìn)行。反應(yīng)得以向正反應(yīng)方向進(jìn)行。 【解析解析】(1)(1)由由AlClAlCl3 3與與NHNH3 3HH2 2O O的反應(yīng)可推出化學(xué)方程式。的反應(yīng)可推出化學(xué)方程式。(2)(2)依據(jù)元素周期依據(jù)

38、元素周期 律可知律可知AlAl的金屬性弱于的金屬性弱于Mg,MgMg,Mg的金屬性弱于的金屬性弱于BaBa。應(yīng)從化學(xué)平衡移動(dòng)的觀點(diǎn)分析。應(yīng)從化學(xué)平衡移動(dòng)的觀點(diǎn)分析 此反應(yīng)發(fā)生的原因。此反應(yīng)發(fā)生的原因。 答案答案: :(1)GaCl(1)GaCl3 3+3NH+3NH3 3HH2 2O=Ga(OH)O=Ga(OH)3 3+3NH+3NH4 4ClCl(2)(2)弱弱d d 【補(bǔ)償訓(xùn)練補(bǔ)償訓(xùn)練】 1.1.鋁熱劑并不單指鋁熱劑并不單指FeFe2 2O O3 3與鋁粉的混合物與鋁粉的混合物, ,實(shí)際上鋁粉可以與許多金屬氧化實(shí)際上鋁粉可以與許多金屬氧化 物配成鋁熱劑。如鋁粉與物配成鋁熱劑。如鋁粉與FeF

39、e3 3O O4 4、V V2 2O O5 5或或MnOMnO2 2等均可發(fā)生鋁熱反應(yīng)。等均可發(fā)生鋁熱反應(yīng)。 (1)(1)寫出上述鋁熱反應(yīng)的化學(xué)方程式寫出上述鋁熱反應(yīng)的化學(xué)方程式: : _;_; _; _; _ _ _。 (2)(2)據(jù)上述反應(yīng)可總結(jié)出鋁熱反應(yīng)的特點(diǎn)據(jù)上述反應(yīng)可總結(jié)出鋁熱反應(yīng)的特點(diǎn): :鋁熱反應(yīng)實(shí)際上屬于四大基本反鋁熱反應(yīng)實(shí)際上屬于四大基本反 應(yīng)類型中的應(yīng)類型中的_,_,其中鋁表現(xiàn)了其其中鋁表現(xiàn)了其_性性, ,作作_劑劑; ;鋁熱反應(yīng)鋁熱反應(yīng) 常用于冶煉金屬性比鋁常用于冶煉金屬性比鋁_(_(填填“強(qiáng)強(qiáng)”或或“弱弱”) )的金屬。的金屬。 【解析解析】鋁熱反應(yīng)的實(shí)質(zhì)是在較高溫度下

40、鋁熱反應(yīng)的實(shí)質(zhì)是在較高溫度下, ,用較活潑的還原劑鋁用較活潑的還原劑鋁, ,把活潑性相把活潑性相 對(duì)弱的金屬?gòu)钠溲趸镏羞€原出來(lái)。對(duì)弱的金屬?gòu)钠溲趸镏羞€原出來(lái)。 答案答案: :(1)(1)8Al+3Fe8Al+3Fe3 3O O4 4 4Al 4Al2 2O O3 3+9Fe+9Fe 10Al+3V10Al+3V2 2O O5 5 5Al 5Al2 2O O3 3+6V+6V 4Al+3MnO4Al+3MnO2 2 2Al 2Al2 2O O3 3+3Mn+3Mn (2)(2)置換反應(yīng)還原還原弱置換反應(yīng)還原還原弱 高溫高溫 = 高溫高溫 = 高溫高溫 = 2.2.粉末狀試樣粉末狀試樣A A是

41、由等物質(zhì)的量的是由等物質(zhì)的量的MgOMgO和和FeFe2 2O O3 3組成的混合物。進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn)組成的混合物。進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn): : 取適量取適量A A進(jìn)行鋁熱反應(yīng)進(jìn)行鋁熱反應(yīng), ,產(chǎn)物中有單質(zhì)產(chǎn)物中有單質(zhì)B B生成生成; ; 另取另取20 g A20 g A全部溶于全部溶于0.15 L 6.0 molL0.15 L 6.0 molL-1 -1鹽酸中 鹽酸中, ,得溶液得溶液C;C; 將中得到的單質(zhì)將中得到的單質(zhì)B B和溶液和溶液C C反應(yīng)反應(yīng), ,放出放出1.12 L(1.12 L(標(biāo)準(zhǔn)狀況標(biāo)準(zhǔn)狀況) )氣體氣體, ,同時(shí)生成溶同時(shí)生成溶 液液D,D,還殘留有固體物質(zhì)還殘留有固體物質(zhì)B;B;

42、用用KSCNKSCN溶液檢驗(yàn)時(shí)溶液檢驗(yàn)時(shí), ,溶液溶液D D不變色。不變色。 請(qǐng)?zhí)羁照?qǐng)?zhí)羁? : (1)(1)引發(fā)鋁熱反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)操作是引發(fā)鋁熱反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)操作是_,_,產(chǎn)物中單質(zhì)產(chǎn)物中單質(zhì)B B是是 _(_(填化學(xué)式填化學(xué)式) )。 (2)(2)中所發(fā)生的各反應(yīng)的化學(xué)方程式為中所發(fā)生的各反應(yīng)的化學(xué)方程式為_、 _。 (3)(3)中所發(fā)生的各反應(yīng)的離子方程式為中所發(fā)生的各反應(yīng)的離子方程式為_、 _。 (4)(4)若溶液若溶液D D的體積仍視為的體積仍視為0.15 L,0.15 L,則該溶液中則該溶液中c c(Mg(Mg2+ 2+) )為 為_ _,_,c c(Fe(Fe2+ 2+) ) 為為_ _

43、。 【解析解析】MgOMgO不能與鋁發(fā)生置換反應(yīng)不能與鋁發(fā)生置換反應(yīng), ,所以發(fā)生的反應(yīng)是所以發(fā)生的反應(yīng)是 FeFe2 2O O3 3+2Al 2Fe+Al+2Al 2Fe+Al2 2O O3 3。 中發(fā)生的反應(yīng)是中發(fā)生的反應(yīng)是FeFe2 2O O3 3+6HCl=2FeCl+6HCl=2FeCl3 3+3H+3H2 2O,O, MgO+2HCl = MgClMgO+2HCl = MgCl2 2+H+H2 2O O。 中發(fā)生的反應(yīng)是中發(fā)生的反應(yīng)是Fe+2FeClFe+2FeCl3 3 = = 3FeCl3FeCl2 2, , Fe+2HCl =Fe+2HCl = FeClFeCl2 2+H+H

44、2 2。 中加入中加入KSCNKSCN溶液不變色溶液不變色, ,說明說明FeFe3+ 3+完全被還原為 完全被還原為FeFe2+ 2+, ,溶液 溶液D D為為MgClMgCl2 2、FeClFeCl2 2的的 混合液?；旌弦骸?高溫高溫 = 根據(jù)題意假設(shè)根據(jù)題意假設(shè)20 g A20 g A中中MgOMgO和和FeFe2 2O O3 3的物質(zhì)的量均為的物質(zhì)的量均為x x, , 則則40 g40 gmolmol-1 -1x x+160 g +160 gmolmol-1 -1x x=20 g, =20 g, 解得解得x x=0.1 mol=0.1 mol。 溶液中溶液中MgMg2+ 2+的物質(zhì)的量

45、等于 的物質(zhì)的量等于MgOMgO的物質(zhì)的量的物質(zhì)的量, ,c c(Mg(Mg2+ 2+)=0.67 mol )=0.67 molL L-1 -1, ,反應(yīng)后原 反應(yīng)后原 加入的鹽酸中的加入的鹽酸中的ClCl- -全部轉(zhuǎn)移到全部轉(zhuǎn)移到FeClFeCl2 2和和MgClMgCl2 2中中,Cl,Cl- -守恒守恒, ,所以溶液所以溶液D D中中: : n n(Cl(Cl- -)=)=n n(Mg(Mg2+ 2+) ) 2+2+n n(Fe(Fe2+ 2+) ) 2 2 =6.0 mol=6.0 molL L-1 -1 0.15 L=0.9 mol,0.15 L=0.9 mol,n n(Fe(Fe2

46、+ 2+)=0.35 mol, )=0.35 mol,所以所以c c(Fe(Fe2+ 2+)= )= 2.3 mol2.3 molL L-1 -1。 。 答案答案: :(1)(1)加少量加少量KClOKClO3 3, ,插上鎂帶并將其點(diǎn)燃插上鎂帶并將其點(diǎn)燃FeFe (2)Fe(2)Fe2 2O O3 3+6HCl=2FeCl+6HCl=2FeCl3 3+3H+3H2 2O O MgO+2HCl =MgO+2HCl = MgClMgCl2 2+H+H2 2O O (3)Fe+2Fe(3)Fe+2Fe3+ 3+ = = 3Fe3Fe2+ 2+ Fe+2HFe+2H+ + = = FeFe2+ 2+

47、H +H2 2 (4)0.67 molL(4)0.67 molL-1 -1 2.3 molL2.3 molL-1 -1 3.3.用兩張圓形濾紙分別折疊成漏斗狀用兩張圓形濾紙分別折疊成漏斗狀, ,套在一起套在一起, ,使四周都有四層濾紙。把內(nèi)使四周都有四層濾紙。把內(nèi) 層濾紙取出層濾紙取出, ,在底部剪一個(gè)小孔在底部剪一個(gè)小孔, ,用水潤(rùn)濕用水潤(rùn)濕, ,再跟另一紙漏斗套在一起再跟另一紙漏斗套在一起, ,架在鐵架在鐵 圈上圈上, ,下面放置一盛沙的蒸發(fā)皿。把下面放置一盛沙的蒸發(fā)皿。把 5 g 5 g 干燥的氧化鐵粉末和干燥的氧化鐵粉末和2 g2 g鋁粉混合均鋁粉混合均 勻勻, ,放在紙漏斗中放在紙漏

48、斗中, ,上面加少量氯酸鉀并在混合物中間插一根鎂條上面加少量氯酸鉀并在混合物中間插一根鎂條, ,用小木條點(diǎn)用小木條點(diǎn) 燃鎂條燃鎂條, ,觀察發(fā)生的現(xiàn)象。通過以上實(shí)驗(yàn)信息觀察發(fā)生的現(xiàn)象。通過以上實(shí)驗(yàn)信息, ,回答下列問題回答下列問題: : (1)(1)寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式:_,:_,在該反應(yīng)中在該反應(yīng)中_是氧是氧 化劑化劑,_,_是還原劑是還原劑, ,該反應(yīng)稱為該反應(yīng)稱為_反應(yīng)。反應(yīng)。 (2)(2)選出該實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象選出該實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象( (填寫在橫線上填寫在橫線上):_):_。 鎂條劇烈燃燒鎂條劇烈燃燒; ;放出大量的熱放出大量的熱, ,并發(fā)出耀眼的光芒并發(fā)出耀眼的光

49、芒, ,火星四射火星四射; ;紙漏斗的紙漏斗的 下部被燒穿下部被燒穿; ;有紅熱狀態(tài)的液珠落入蒸發(fā)皿內(nèi)的細(xì)沙上有紅熱狀態(tài)的液珠落入蒸發(fā)皿內(nèi)的細(xì)沙上, ,液珠冷卻后變?yōu)楹谝褐槔鋮s后變?yōu)楹?色固體。色固體。 (3)(3)寫出下列操作或物質(zhì)的作用寫出下列操作或物質(zhì)的作用: :內(nèi)層紙漏斗底部剪一個(gè)孔內(nèi)層紙漏斗底部剪一個(gè)孔: : _;_;蒸發(fā)皿盛沙蒸發(fā)皿盛沙:_;:_;鎂條鎂條:_;:_;氯酸氯酸 鉀鉀:_:_。 【解析解析】(1)(1)鋁熱反應(yīng)為鋁熱反應(yīng)為2Al+Fe2Al+Fe2 2O O3 3 2Fe+Al 2Fe+Al2 2O O3 3, ,該反應(yīng)中該反應(yīng)中FeFe2 2O O3 3作氧化劑作氧

50、化劑,Al,Al 作還原劑。作還原劑。 (2)(2)全為該鋁熱反應(yīng)的現(xiàn)象。全為該鋁熱反應(yīng)的現(xiàn)象。 (3)(3)鋁熱反應(yīng)實(shí)驗(yàn)中為使熔融物易落下鋁熱反應(yīng)實(shí)驗(yàn)中為使熔融物易落下, ,通常在內(nèi)層紙漏斗底部剪一個(gè)孔通常在內(nèi)層紙漏斗底部剪一個(gè)孔; ;為防為防 止濺落物炸裂蒸發(fā)皿止濺落物炸裂蒸發(fā)皿, ,蒸發(fā)皿內(nèi)盛沙子蒸發(fā)皿內(nèi)盛沙子; ;反應(yīng)中鎂條引起氯酸鉀分解反應(yīng)中鎂條引起氯酸鉀分解; ;氯酸鉀引氯酸鉀引 發(fā)鋁熱反應(yīng)。發(fā)鋁熱反應(yīng)。 答案答案: :(1)2Al+Fe(1)2Al+Fe2 2O O3 3 2Fe+Al 2Fe+Al2 2O O3 3FeFe2 2O O3 3AlAl鋁熱鋁熱(2)(2) (3)(

51、3)使熔融物易于落下防止濺落物炸裂蒸發(fā)皿引起氯酸鉀分解引發(fā)鋁熱使熔融物易于落下防止濺落物炸裂蒸發(fā)皿引起氯酸鉀分解引發(fā)鋁熱 反應(yīng)反應(yīng) 高溫高溫 = 高溫高溫 = 課堂素養(yǎng)達(dá)標(biāo)課堂素養(yǎng)達(dá)標(biāo) 1. (20201. (2020吉林高一檢測(cè)吉林高一檢測(cè)) )常言道常言道“真金不怕火煉真金不怕火煉”, ,從化學(xué)的角度對(duì)這句話從化學(xué)的角度對(duì)這句話 的理解正確的是的理解正確的是( () ) A.A.金的熔點(diǎn)高金的熔點(diǎn)高, ,難熔化難熔化 B.B.金的化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定金的化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定, ,不易變質(zhì)不易變質(zhì) C.C.金越煉越純金越煉越純 D.D.金的硬度大金的硬度大, ,高溫下難變形高溫下難變形 【解析解析】選選B

52、B。金的熔點(diǎn)并不很高。金的熔點(diǎn)并不很高, ,硬度也不是很大硬度也不是很大, ,很易加工成各種形狀的裝很易加工成各種形狀的裝 飾品飾品,“,“真金不怕火煉真金不怕火煉”的真正意義是其化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定的真正意義是其化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定, ,高溫熔化再冷卻后仍高溫熔化再冷卻后仍 然是金。然是金。 2.(20202.(2020沈陽(yáng)高一檢測(cè)沈陽(yáng)高一檢測(cè)) )下列金屬冶煉的反應(yīng)原理下列金屬冶煉的反應(yīng)原理, ,錯(cuò)誤的是錯(cuò)誤的是( () ) A.A.高爐煉鐵高爐煉鐵:Fe:Fe2 2O O3 3+3CO 2Fe+3CO+3CO 2Fe+3CO2 2 B.B.火法煉銅火法煉銅:Cu:Cu2 2S+OS+O2 2 2Cu+S

53、O 2Cu+SO2 2 C.C.鋁的冶煉鋁的冶煉:Al:Al2 2O O3 3+3H+3H2 2 2Al+3H 2Al+3H2 2O O D.D.鋁熱法煉鐵鋁熱法煉鐵:Fe:Fe2 2O O3 3+2Al 2Fe+Al+2Al 2Fe+Al2 2O O3 3 高溫高溫 = 高溫高溫 = 高溫高溫 = 高溫高溫 = 【解析解析】選選C C。高爐煉鐵是用。高爐煉鐵是用COCO高溫還原氧化鐵高溫還原氧化鐵, ,反應(yīng)方程式是反應(yīng)方程式是 FeFe2 2O O3 3+3CO 2Fe+3CO+3CO 2Fe+3CO2 2, ,故故A A正確正確; ;火法煉銅是以硫化亞銅精礦為主要原料火法煉銅是以硫化亞銅精

54、礦為主要原料, ,硫硫 化亞銅高溫條件下與氧氣反應(yīng)生成銅和二氧化硫化亞銅高溫條件下與氧氣反應(yīng)生成銅和二氧化硫, ,反應(yīng)方程式是反應(yīng)方程式是 CuCu2 2S+OS+O2 2 2Cu+SO 2Cu+SO2 2, ,故故B B正確正確; ;工業(yè)上用電解熔融氧化鋁的方法冶煉金屬鋁工業(yè)上用電解熔融氧化鋁的方法冶煉金屬鋁, , 反應(yīng)方程式是反應(yīng)方程式是2Al2Al2 2O O3 3( (熔融熔融) 4Al+3O) 4Al+3O2 2,故故C C錯(cuò)誤錯(cuò)誤; ;鋁熱法煉鐵是用鋁高溫鋁熱法煉鐵是用鋁高溫 還原氧化鐵還原氧化鐵, ,反應(yīng)方程式是反應(yīng)方程式是FeFe2 2O O3 3+2Al 2Fe+Al+2Al

55、 2Fe+Al2 2O O3 3, ,故故D D正確。正確。 高溫高溫 = 高溫高溫 = 高溫高溫 = 【補(bǔ)償訓(xùn)練補(bǔ)償訓(xùn)練】 下列關(guān)于自然界存在的礦物及對(duì)應(yīng)的冶煉方法錯(cuò)誤的是下列關(guān)于自然界存在的礦物及對(duì)應(yīng)的冶煉方法錯(cuò)誤的是( () ) A.A.磁鐵礦磁鐵礦(Fe(Fe3 3O O4 4) )精選后可以用鋁進(jìn)行冶煉精選后可以用鋁進(jìn)行冶煉 B.B.輝銅礦輝銅礦(Cu(Cu2 2S)S)精選后在高溫下通入空氣進(jìn)行冶煉精選后在高溫下通入空氣進(jìn)行冶煉 C.C.鋁土礦鋁土礦(Al(Al2 2O O3 3) )在熔融條件下加入冰晶石進(jìn)行冶煉在熔融條件下加入冰晶石進(jìn)行冶煉 D.D.黃鐵礦黃鐵礦(FeS(FeS

56、2 2) )燃燒后的固體可用焦炭進(jìn)行冶煉燃燒后的固體可用焦炭進(jìn)行冶煉 【解析解析】選選C C。電解氧化鋁制備金屬鋁時(shí)。電解氧化鋁制備金屬鋁時(shí), ,要加入冰晶石要加入冰晶石, ,使氧化鋁在較低溫度使氧化鋁在較低溫度 下熔化下熔化, ,而不是在熔融條件下加入冰晶石進(jìn)行冶煉而不是在熔融條件下加入冰晶石進(jìn)行冶煉, ,故故C C錯(cuò)誤。錯(cuò)誤。 3.(20203.(2020龍巖高一檢測(cè)龍巖高一檢測(cè)) )鋁熱反應(yīng)是以鋁粉和氧化鐵為主要反應(yīng)物的放熱反鋁熱反應(yīng)是以鋁粉和氧化鐵為主要反應(yīng)物的放熱反 應(yīng)。鋁熱反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)裝置如圖。其實(shí)驗(yàn)原理為鎂帶燃燒應(yīng)。鋁熱反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)裝置如圖。其實(shí)驗(yàn)原理為鎂帶燃燒, ,放出大量的熱放出

57、大量的熱;KClO;KClO3 3 在受熱條件下分解產(chǎn)生在受熱條件下分解產(chǎn)生O O2 2, ,使鎂帶劇烈燃燒使鎂帶劇烈燃燒, ,使氧化鐵粉末和鋁粉末在高溫下發(fā)使氧化鐵粉末和鋁粉末在高溫下發(fā) 生反應(yīng)生成鐵。下列有關(guān)鋁熱反應(yīng)的說法中錯(cuò)誤的是生反應(yīng)生成鐵。下列有關(guān)鋁熱反應(yīng)的說法中錯(cuò)誤的是( () ) A.A.鋁熱反應(yīng)常用于野外焊接鋼軌鋁熱反應(yīng)常用于野外焊接鋼軌 B.B.鋁熱反應(yīng)可用于冶煉某些高熔點(diǎn)金屬鋁熱反應(yīng)可用于冶煉某些高熔點(diǎn)金屬 C.C.該實(shí)驗(yàn)證明金屬性該實(shí)驗(yàn)證明金屬性:MgAlFe:MgAlFe D.D.該實(shí)驗(yàn)至少涉及三個(gè)氧化還原反應(yīng)該實(shí)驗(yàn)至少涉及三個(gè)氧化還原反應(yīng) 【解析解析】選選C C。Al

58、Al與氧化鐵發(fā)生反應(yīng)與氧化鐵發(fā)生反應(yīng)2Al+Fe2Al+Fe2 2O O3 3 2Fe+Al 2Fe+Al2 2O O3 3, ,則鋁熱反應(yīng)常用則鋁熱反應(yīng)常用 于野外焊接鋼軌于野外焊接鋼軌, ,故故A A正確正確; ;鋁具有強(qiáng)還原性鋁具有強(qiáng)還原性, ,高溫下高溫下, ,能還原某些金屬氧化物能還原某些金屬氧化物, , 所以可以通過鋁熱反應(yīng)冶煉某些高熔點(diǎn)金屬所以可以通過鋁熱反應(yīng)冶煉某些高熔點(diǎn)金屬, ,故故B B正確正確; ;該實(shí)驗(yàn)可以證明金屬性該實(shí)驗(yàn)可以證明金屬性 AlFe,AlFe,但無(wú)法證明但無(wú)法證明MgMg、AlAl的金屬性強(qiáng)弱的金屬性強(qiáng)弱, ,故故C C錯(cuò)誤錯(cuò)誤;Mg;Mg的燃燒、氯酸鉀在

59、高溫下的燃燒、氯酸鉀在高溫下 分解及鋁熱反應(yīng)中存在元素化合價(jià)變化分解及鋁熱反應(yīng)中存在元素化合價(jià)變化, ,所以該實(shí)驗(yàn)至少涉及三個(gè)氧化還原反所以該實(shí)驗(yàn)至少涉及三個(gè)氧化還原反 應(yīng)應(yīng), ,故故D D正確。正確。 高溫高溫 = 4.(4.(雙選雙選) )著名丹麥物理學(xué)家玻爾在二戰(zhàn)中著名丹麥物理學(xué)家玻爾在二戰(zhàn)中, ,被迫離開將要被德國(guó)占領(lǐng)的祖國(guó)。被迫離開將要被德國(guó)占領(lǐng)的祖國(guó)。 他為了表達(dá)一定要返回祖國(guó)的決心他為了表達(dá)一定要返回祖國(guó)的決心, ,將他鐘愛的金制諾貝爾獎(jiǎng)?wù)掠猛跛芙獬蓪⑺姁鄣慕鹬浦Z貝爾獎(jiǎng)?wù)掠猛跛芙獬?“金溶液金溶液”, ,裝在玻璃瓶中裝在玻璃瓶中, ,放在柜面上?；瘜W(xué)方程式可簡(jiǎn)單表示為放在柜面上。化學(xué)方程式可簡(jiǎn)單表示為 Au+HNOAu+HNO3 3+3HCl AuCl+3HCl AuCl3 3+NO+2H+NO+2H2 2O,AuClO,AuCl3 3+HCl=HAuCl+HCl=HAuCl4 4( (四氯合金酸四氯合金酸) )。納。納 粹分子闖進(jìn)玻爾的住宅粹分子闖進(jìn)玻爾的住宅, ,對(duì)這種溶液視而不見、毫無(wú)所知。戰(zhàn)爭(zhēng)結(jié)束后對(duì)這種溶液視而不見、