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模块2 主题1 第4讲 金属资源的开发 课件 2025高考化学一轮复习
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这是一份模块2 主题1 第4讲 金属资源的开发 课件 2025高考化学一轮复习，共28页。PPT课件主要包含了学习目标，活动方案，链接真题等内容，欢迎下载使用。
1. 知道常见金属冶炼的一般方法。2. 知道镁、铜及其化合物的性质。3. 以工业上镁、铜的冶炼为例，认识化学在金属矿物资源综合利用方面的重要作用。
1. 金属的冶炼可分为热还原法、热分解法、电解法。请你将对应的方法填入下表中。
活动一 常见金属的冶炼方法
2. 分别写出工业上冶炼Na、Mg、Al、Fe、Cu、Hg(煅烧硫化汞)、Ag(加热氧化银)的化学方程式。
1. 下图为镁及其化合物之间的转化关系的价类二维图。写出并记住你所不熟悉的那些反应的化学方程式(是离子反应的写离子方程式)。
活动二 镁及其化合物的性质和镁的冶炼
2. 工业上对海水资源综合开发利用的部分工艺流程如下图所示。
(1) 由NaCl溶液制备H2、Cl2、NaOH采用的条件是什么？
(2) 本工艺流程中先后制得Br2、CaSO4和Mg(OH)2，能否按Br2、Mg(OH)2、CaSO4顺序制备？原因是什么？
【答案】 不能；如果先沉淀Mg(OH)2，则沉淀中会夹杂有CaSO4沉淀，产品不纯。
(3) 上述工艺中所得到的Mg(OH)2可以用来直接生产耐高温材料氧化镁，也可以用来制取金属Mg。①用Mg(OH)2直接生产MgO的反应类型是什么？②若某工厂拟直接利用海水提取镁，请你设计一个简要的工艺流程。
③写出“②”中最后一步反应的电极反应式。
【答案】 阴极：Mg2＋＋2e－===Mg 阳极：2Cl－－2e－===Cl2↑
1. 下图为铜及其化合物之间的转化关系的价类二维图。写出并记住你所不熟悉的那些反应的化学方程式(是离子反应的写离子方程式)。
活动三 铜及其化合物的性质和铜的冶炼
2. 含铜物质的颜色丰富多彩，请写出并记住下列常见的含铜物质的颜色。
3. 设计两种简单的实验方案，用Cu、稀硫酸为试剂制取硫酸铜溶液。
【答案】 方案一：将铜在空气中充分灼烧，冷却后，加入稀硫酸中完全溶解。方案二：以铜为电解池的阳极，电解稀硫酸。
4. 工业上由黄铜矿(主要成分为CuFeS2)冶炼铜的主要流程如下图所示。(1) 步骤①是在反射炉中进行的。把黄铜矿和石英砂混合加热到1 000 ℃左右，黄铜矿与空气反应生成Cu和Fe的低价硫化物，且部分Fe的硫化物转变为低价氧化物。写出该过程中两个主要反应的化学方程式。
(2) 步骤②是在转炉中发生的。冰铜含Cu量为20%～50%。转炉中，将冰铜加熔剂(石英砂)，在1 200 ℃左右吹入空气进行吹炼。冰铜中的Cu2S被氧化为Cu2O。生成的Cu2O与Cu2S反应，生成含Cu量约为98.5%的泡铜，写出得到泡铜的两个反应的化学方程式。
(3) 步骤③是由泡铜冶炼粗铜的反应，写出该反应的化学方程式。
(4) 写出步骤④中所用的电极材料及电解质溶液分别是什么。
【答案】 阳极：粗铜 阴极：精铜 电解质溶液：硫酸铜溶液
1 (山东卷)以菱镁矿(主要成分为MgCO3，含少量SiO2、Fe2O3和Al2O3)为原料制备高纯镁砂的工艺流程如下图所示。
已知浸出时产生的废渣中有SiO2、Fe(OH)3和Al(OH)3。下列说法错误的是( )A. 浸出镁的反应为MgO＋2NH4Cl===MgCl2＋2NH3↑＋H2OB. 浸出和沉镁的操作均应在较高温度下进行C. 流程中可循环使用的物质有NH3、NH4ClD. 分离Mg2＋与Al3＋、Fe3＋利用的是它们氢氧化物Ksp的不同
2 (湖南卷)一种工业制备无水氯化镁的工艺流程如下图所示。下列说法错误的是( )A. 物质X可选用生石灰B. 工业上常用电解熔融MgCl2的方法制备金属镁
3 宋代《千里江山图》描绘了山清水秀的美丽景色，历经千年色彩依然，其中绿色来自孔雀石颜料[主要成分为 Cu(OH)2·CuCO3]，青色来自蓝铜矿颜料[主要成分为Cu(OH)2·2CuCO3]。下列说法错误的是( )A. 保存《千里江山图》需控制温度和湿度B. 孔雀石、蓝铜矿颜料不易被空气氧化C. 孔雀石、蓝铜矿颜料耐酸耐碱D. Cu(OH)2·CuCO3中铜的质量分数高于Cu(OH)2·2CuCO3
4 将海水淡化和与浓海水资源化结合起来是综合利用海水的重要途径之一。一般是先将海水淡化获得淡水，再从剩余的浓海水中通过一系列工艺流程提取其他产品。回答下列问题。(1) 下列改进和优化海水综合利用工艺的设想和做法可行的是________(填序号)。①用混凝法获取淡水②提高部分产品的质量③优化提取产品的品种④改进钾、溴、镁的提取工艺
(2) 采用“空气吹出法”从浓海水中吹出Br2，并用纯碱吸收。纯碱吸收溴的主要反应是Br2＋Na2CO3＋H2O―→NaBr＋NaBrO3＋ NaHCO3(未配平)，吸收1 ml Br2时转移的电子为________ml。
(3) 海水提镁的一段工艺流程如下图所示。浓海水的主要成分如下：
该工艺过程中，脱硫阶段主要反应的离子方程式为________________________，产品2的化学式为______________，1 L浓海水最多可得到产品2的质量为________g。(4) 采用石墨阳极、不锈钢阴极电解熔融的氯化镁，发生反应的化学方程式为____________________________；电解时，若有少量水存在会造成产品镁的消耗，写出有关反应的化学方程式：________________________________。
Mg(OH)2＋H2↑
5 (江苏适应性考试)以印刷线路板的碱性蚀刻废液{主要成分为[Cu(NH3)4]Cl2}或焙烧过的铜精炼炉渣(主要成分为CuO、SiO2和少量Fe2O3)为原料均能制备CuSO4·5H2O晶体。
(1) 取一定量蚀刻废液和稍过量的NaOH溶液加入上图所示实验装置的三颈烧瓶中，在搅拌下加热反应并通入空气，待产生大量的黑色沉淀时停止反应，趁热过滤、洗涤，得到CuO固体；所得固体经酸溶、结晶、过滤等操作，得到CuSO4·5H2O晶体。①写出用蚀刻废液制备CuO反应的化学方程式：___________________________________________________________。②检验CuO固体是否洗净的实验操作是_____________________________________________________________________________________。③装置图中装置X的作用是_____________________。
取最后一次洗涤液少量于试
管中，向其中加入硝酸酸化的AgNO3溶液，若无沉淀产生，则已洗净
[Cu(NH3)4]Cl2＋
(2) 以焙烧过的铜精炼炉渣为原料制备CuSO4·5H2O晶体时，请补充完整相应的实验方案：取一定量焙烧过的精炼炉渣，_______________________________________________________________________________________________________________________________，加热浓缩、冷却结晶、过滤、晾干，得到CuSO4·5H2O晶体。已知该实验中pH＝3.2时，Fe3＋完全沉淀；pH＝4.7时，Cu2＋开始沉淀。实验中可选用的试剂：1.0 ml·L－1 H2SO4、1.0 ml·L－1 HCl、1.0 ml·L－1 NaOH。
边搅拌边向其中加入1.0 ml·L－1 H2SO4至炉渣不再溶解，向溶液中加入1.0 ml·L－1 NaOH调节溶液pH为3.2～4.7，充分反应后过滤，取滤液
1. 知道常见金属冶炼的一般方法。2. 知道镁、铜及其化合物的性质。3. 以工业上镁、铜的冶炼为例，认识化学在金属矿物资源综合利用方面的重要作用。
1. 金属的冶炼可分为热还原法、热分解法、电解法。请你将对应的方法填入下表中。
活动一 常见金属的冶炼方法
2. 分别写出工业上冶炼Na、Mg、Al、Fe、Cu、Hg(煅烧硫化汞)、Ag(加热氧化银)的化学方程式。
1. 下图为镁及其化合物之间的转化关系的价类二维图。写出并记住你所不熟悉的那些反应的化学方程式(是离子反应的写离子方程式)。
活动二 镁及其化合物的性质和镁的冶炼
2. 工业上对海水资源综合开发利用的部分工艺流程如下图所示。
(1) 由NaCl溶液制备H2、Cl2、NaOH采用的条件是什么？
(2) 本工艺流程中先后制得Br2、CaSO4和Mg(OH)2，能否按Br2、Mg(OH)2、CaSO4顺序制备？原因是什么？
【答案】 不能；如果先沉淀Mg(OH)2，则沉淀中会夹杂有CaSO4沉淀，产品不纯。
(3) 上述工艺中所得到的Mg(OH)2可以用来直接生产耐高温材料氧化镁，也可以用来制取金属Mg。①用Mg(OH)2直接生产MgO的反应类型是什么？②若某工厂拟直接利用海水提取镁，请你设计一个简要的工艺流程。
③写出“②”中最后一步反应的电极反应式。
【答案】 阴极：Mg2＋＋2e－===Mg 阳极：2Cl－－2e－===Cl2↑
1. 下图为铜及其化合物之间的转化关系的价类二维图。写出并记住你所不熟悉的那些反应的化学方程式(是离子反应的写离子方程式)。
活动三 铜及其化合物的性质和铜的冶炼
2. 含铜物质的颜色丰富多彩，请写出并记住下列常见的含铜物质的颜色。
3. 设计两种简单的实验方案，用Cu、稀硫酸为试剂制取硫酸铜溶液。
【答案】 方案一：将铜在空气中充分灼烧，冷却后，加入稀硫酸中完全溶解。方案二：以铜为电解池的阳极，电解稀硫酸。
4. 工业上由黄铜矿(主要成分为CuFeS2)冶炼铜的主要流程如下图所示。(1) 步骤①是在反射炉中进行的。把黄铜矿和石英砂混合加热到1 000 ℃左右，黄铜矿与空气反应生成Cu和Fe的低价硫化物，且部分Fe的硫化物转变为低价氧化物。写出该过程中两个主要反应的化学方程式。
(2) 步骤②是在转炉中发生的。冰铜含Cu量为20%～50%。转炉中，将冰铜加熔剂(石英砂)，在1 200 ℃左右吹入空气进行吹炼。冰铜中的Cu2S被氧化为Cu2O。生成的Cu2O与Cu2S反应，生成含Cu量约为98.5%的泡铜，写出得到泡铜的两个反应的化学方程式。
(3) 步骤③是由泡铜冶炼粗铜的反应，写出该反应的化学方程式。
(4) 写出步骤④中所用的电极材料及电解质溶液分别是什么。
【答案】 阳极：粗铜 阴极：精铜 电解质溶液：硫酸铜溶液
1 (山东卷)以菱镁矿(主要成分为MgCO3，含少量SiO2、Fe2O3和Al2O3)为原料制备高纯镁砂的工艺流程如下图所示。
已知浸出时产生的废渣中有SiO2、Fe(OH)3和Al(OH)3。下列说法错误的是( )A. 浸出镁的反应为MgO＋2NH4Cl===MgCl2＋2NH3↑＋H2OB. 浸出和沉镁的操作均应在较高温度下进行C. 流程中可循环使用的物质有NH3、NH4ClD. 分离Mg2＋与Al3＋、Fe3＋利用的是它们氢氧化物Ksp的不同
2 (湖南卷)一种工业制备无水氯化镁的工艺流程如下图所示。下列说法错误的是( )A. 物质X可选用生石灰B. 工业上常用电解熔融MgCl2的方法制备金属镁
3 宋代《千里江山图》描绘了山清水秀的美丽景色，历经千年色彩依然，其中绿色来自孔雀石颜料[主要成分为 Cu(OH)2·CuCO3]，青色来自蓝铜矿颜料[主要成分为Cu(OH)2·2CuCO3]。下列说法错误的是( )A. 保存《千里江山图》需控制温度和湿度B. 孔雀石、蓝铜矿颜料不易被空气氧化C. 孔雀石、蓝铜矿颜料耐酸耐碱D. Cu(OH)2·CuCO3中铜的质量分数高于Cu(OH)2·2CuCO3
4 将海水淡化和与浓海水资源化结合起来是综合利用海水的重要途径之一。一般是先将海水淡化获得淡水，再从剩余的浓海水中通过一系列工艺流程提取其他产品。回答下列问题。(1) 下列改进和优化海水综合利用工艺的设想和做法可行的是________(填序号)。①用混凝法获取淡水②提高部分产品的质量③优化提取产品的品种④改进钾、溴、镁的提取工艺
(2) 采用“空气吹出法”从浓海水中吹出Br2，并用纯碱吸收。纯碱吸收溴的主要反应是Br2＋Na2CO3＋H2O―→NaBr＋NaBrO3＋ NaHCO3(未配平)，吸收1 ml Br2时转移的电子为________ml。
(3) 海水提镁的一段工艺流程如下图所示。浓海水的主要成分如下：
该工艺过程中，脱硫阶段主要反应的离子方程式为________________________，产品2的化学式为______________，1 L浓海水最多可得到产品2的质量为________g。(4) 采用石墨阳极、不锈钢阴极电解熔融的氯化镁，发生反应的化学方程式为____________________________；电解时，若有少量水存在会造成产品镁的消耗，写出有关反应的化学方程式：________________________________。
Mg(OH)2＋H2↑
5 (江苏适应性考试)以印刷线路板的碱性蚀刻废液{主要成分为[Cu(NH3)4]Cl2}或焙烧过的铜精炼炉渣(主要成分为CuO、SiO2和少量Fe2O3)为原料均能制备CuSO4·5H2O晶体。
(1) 取一定量蚀刻废液和稍过量的NaOH溶液加入上图所示实验装置的三颈烧瓶中，在搅拌下加热反应并通入空气，待产生大量的黑色沉淀时停止反应，趁热过滤、洗涤，得到CuO固体；所得固体经酸溶、结晶、过滤等操作，得到CuSO4·5H2O晶体。①写出用蚀刻废液制备CuO反应的化学方程式：___________________________________________________________。②检验CuO固体是否洗净的实验操作是_____________________________________________________________________________________。③装置图中装置X的作用是_____________________。
取最后一次洗涤液少量于试
管中，向其中加入硝酸酸化的AgNO3溶液，若无沉淀产生，则已洗净
[Cu(NH3)4]Cl2＋
(2) 以焙烧过的铜精炼炉渣为原料制备CuSO4·5H2O晶体时，请补充完整相应的实验方案：取一定量焙烧过的精炼炉渣，_______________________________________________________________________________________________________________________________，加热浓缩、冷却结晶、过滤、晾干，得到CuSO4·5H2O晶体。已知该实验中pH＝3.2时，Fe3＋完全沉淀；pH＝4.7时，Cu2＋开始沉淀。实验中可选用的试剂：1.0 ml·L－1 H2SO4、1.0 ml·L－1 HCl、1.0 ml·L－1 NaOH。
边搅拌边向其中加入1.0 ml·L－1 H2SO4至炉渣不再溶解，向溶液中加入1.0 ml·L－1 NaOH调节溶液pH为3.2～4.7，充分反应后过滤，取滤液
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