2023学年高中苏教版化学必修第二册：专题9第1单元金属的冶炼方法

第一单元金属的冶炼方法能从物质性质与反响条件角度解释不同金属冶炼方法的差异。生疏我国古代文明与金属冶炼的关系。感受物质制备中丰富的化学思想。

一、金属的物理性质金属材料的优异性能有良好的可塑性，结实耐用，具有导电、导热性能。金属的存在形式在自然界中，只有少量的金属元素以游离态形式存在于地壳中，如自然金和自然银。通过熔铸的方法即可对金属进展加工和锻造。地壳中的大局部金属元素都是以化合态形式存在的。例如铁元素存在于赤铁矿(Fe2O3)中，铝元素存在于铝土矿(Al2O3)中。微点拨：金属的存在形式与其活动性有关。一般而言，活动性较强的金属，在自然界以各种各样的化合态存在；活动性较弱的金属，可能以游离态存在。有的金属元素还能以游离态和化合态两种形式存在。二、金属的冶炼金属冶炼利用化学反响使金属元素从化合态变为游离态的过程称为金属冶炼。工业上常用的金属冶炼方法有热分解法、高温复原法和电解法等。常用金属冶炼方法金属活动性挨次与金属冶炼方法的关系冶炼方法的应用实例铝热反响试验Al试验原理出来试验操作镁条猛烈燃烧(2)氧化铁粉末和铝粉发生猛烈的反响 (3)反试验现象 应放出大量的热，并发出刺眼的白光(4)纸漏斗的下部被烧穿，有熔融物落入沙中在高温下铝粉与Fe2O3发生反响放出大量的热化学方程为：试验结论 高温2Al＋F2O====2F＋Al2O3微点拨：(1)铝热反响的引燃剂为镁带，助燃剂为氯酸钾。(Fe2O3Fe3O4Cr2O3、V2O5、MnO2等)粉末组成的。镁带要打磨除去外表的氧化膜，否则难以点燃；氧化铁粉末与铝粉要选择枯燥的；铝粉要用没有被氧化的，否则反响难以进展。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。融的铁水流入铁轨的裂缝，冷却后就将铁轨牢牢地粘结在一起。你知道其工作原理吗？高温[提示] 高温条件下，铝粉与氧化铁发生铝热反响：Fe2O3＋2Al=====2Fe＋Al2O3。推断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)(1)有些活泼金属(如铝)可用作热复原法的复原剂。加强热，使氧化铜在高温条件下分解可制备单质铜。金属冶炼的实质是金属阳离子得到电子被复原成金属原子。

(√)(×)(√)(√)以下金属冶炼原理错误的选项是( )电解△MgO＋H2=====Mg＋H2O高温．F3O4＋4CO====3F＋4CO2△D．2HgO=====Hg＋O2↑B [Na、Mg通常用电解法制取，Fe可用热复原法制取，Hg可用加热其氧化物的方法制取。MgH强，HMg，B项错。]试验室中可用CO复原F2O3在加热F23前应 直到无 现象时才能点燃酒精灯加热，否则可能发生 现象，未反应完全的CO (填“能”或“不能”)直接排放到大气中，应做 处理。[答案] 验纯爆鸣爆炸不能点燃探究正确选择金属冶炼的原理与方法(素养养成——宏观辨识与微观探析)化学科学的进展是人类文明进步的重要推动力。金属冶炼技术的进步，是人类文明进步的一个表达。[问题1] 自然界中绝大多数的金属是以化合态的形式存在，怎样将它们转变为金属单质呢？金属冶炼的实质是什么？[提示] 在化合物中，金属元素都显正价态。将金属从其化合物中复原出来，用于生产和制造各种金属材料，这一过程在工业上称为金属冶炼。金属冶炼的实[问题2] 如图是我国古代和现代冶金的两张图片，那么人类使用金属的年月先后挨次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，在人类历史上消灭的时间越晚；金属越不活泼，冶炼的方法越简洁，人们使用的时间越早，所以有青铜、铁器等时代的进展历程。[问题3] 依据上述图片，分析从自然界中获得金属单质是否都必需发生氧化复原反响。[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复原反响，用富集的方法就可以，如淘金。常见几种金属的冶炼误区AlAl2O3AlCl3AlCl3为共价化合物，熔化Al时需参加冰晶石(Na3AlF6)，以降低熔化温度。MgMgCl2MgOMgO(3)Au、Pt一般用物理法提取。(4)AlMg、Na等。冶炼金属一般有以下四种方法：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选项是()A．(Ⅰ)用①

B．(Ⅱ)用②D．(Ⅳ)用④B [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泼性。(Ⅰ)、(Ⅱ)、(Ⅲ)、(Ⅳ)发生的反响分别是△ △(Ⅰ)：Cu2(OH)2CO3=====2CuO＋CO2↑＋H2O，C＋2CuO=====2Cu＋CO2↑，符合①；(Ⅱ)：Fe＋CuSO4===FeSO4＋Cu，符合③；高温Ⅲ：2Al＋C2Al2＋2C，符合③；电解ⅣMgCMgC2MgC2熔融)====M＋Cl↑，符合④。]如下图，将两张圆形滤纸分别折叠成漏斗状，并套在一起，使四周都有四层。把内层纸漏斗取出，在底部剪一个孔，用水润湿，再跟另一个纸漏斗套在一起，架在5g枯燥的氧化铁粉末和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，观看发生的现象。通过以上试验信息，答复以下问题。写出该反响的化学方程式： ，在该反响中 是氧化剂， 是复原剂，该反响称为 应。选出该试验的试验现象： (填写在横线上)。①镁条猛烈燃烧；②放出大量的热，并发出刺眼的光线，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。 蒸发皿盛沙： ；镁条： ；氯酸钾： 。(4)如何用简洁的方法证明生成物中有金属铁？[解析] 铝粉和某些难熔的金属氧化物(如Fe2O3、Cr2O3、V2O5等)组成的混合物叫铝热剂，在高温下发生铝热反响，可用来冶炼难熔的相对较不活泼的金属(如V、Cr、Mn等)、焊接钢轨等。利用镁条燃烧放热从而引发铝热反响，同时促使KClO3分解产生O2，使镁条快速燃烧。高温[答案] (1)2Al＋F2O3====2Fe＋Al2O3 F2O3 Al 铝热(2①②③④使熔融物易于落下防止溅落物炸裂蒸发皿引燃剂，引发铝热反响，并引起氯酸钾分解助燃剂，为镁条连续燃烧供给氧气(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。从石器、青铜器到铁器时代，金属的冶炼表达了人类文明的进展水平。如图表示了三种金属被人类开发利用的大致年限，之所以有先后主要取决于( )A．金属的导电性强弱B．金属在地壳中的含量多少C．金属的化合价凹凸D．金属的活泼性强弱D [由于人类把握科学学问的局限性，越活泼的金属越难以冶炼，故觉察年代越晚。]以下说法中正确的选项是( )A．金属的冶炼是把金属单质从其矿物中分别出来B．金属冶炼过程中，被冶炼的金属只能被氧化C．金属冶炼过程中，被冶炼的金属只能被复原D．金属冶炼过程中，被冶炼的金属既可被氧化，也可被复原C [金属冶炼的原理是利用氧化复原反响，把金属矿物中的金属阳离子复原成金属单质。在金属的冶炼过程中，被冶炼的金属只能得到电子被复原。]以下冶炼方法中不能将化合物中的金属元素复原为金属单质的是( )CNaCl

加热HgOD．铝粉和Fe2O3共热A [汞用加热HgO制取；金属钠是活泼金属，用电解法制取；A项中加热Al23D项中铝粉和F2O3F2O3]4．金属锂是密度最小的金属，与等质量的其他金属相比，锂可以释放出更多的电子，故常用来制造高性能电池。锂的金属性介于钠和镁之间，则冶炼金属锂应承受的方法是( )电解法C．热分解法

D．铝热法A [金属冶炼方法与金属活动性挨次的关系：金属锂的活动性介于钠与镁之间，应承受电解法冶炼金属锂。]5．铁是应用最广泛的金属，自远古时代人类就学会了炼铁，到目前为止，人类研制出了很多炼铁的方法。某争论性学习小组同学在试验室中模拟工业炼铁的过程，试验装置如下：写出得到单质铁的化学方程式： 。试验过程中看到玻璃管内的粉末由红棕色渐渐变黑，请设计一个试验来验证生成了单质铁： 。装置末端气球的作用为 。CO并说明缘由 。[解析]检验是否生成单质，在反响完毕后，待玻璃管内的固体冷却，取少量(H2)，则证明生成了单质铁；反响完毕后，得到的铁还是赤热的，假设先停顿通入CO，会导致铁又被氧化，所以，应领先CO。高温答案] (1)F2O3