9.1金屬的冶煉方法-2024學(xué)年高一化學(xué)同步課堂（蘇教版2019必修第二冊(cè)）

第一節(jié)金屬的冶煉方法

專(zhuān)題九

金屬與人類(lèi)文明授課人：學(xué)習(xí)目標(biāo)1.能從物質(zhì)性質(zhì)與反應(yīng)條件角度解釋不同金屬冶煉方法的差異。2.認(rèn)識(shí)我國(guó)古代文明與金屬冶煉的關(guān)系。3.掌握鋁熱反應(yīng)原理及實(shí)驗(yàn)，了解鋁的冶煉方法。史上最強(qiáng)大嫂婦好[fùzǐ]婦好墓出土的銅鉞在婦好墓中，考古學(xué)家們發(fā)現(xiàn)了91根青銅戈、4件銅鏟、37件銅鏃，同時(shí)還有四把大鉞。這四把大鉞中有兩把是目前出土的體積最大的銅鉞，加上木柲之后，重量超過(guò)10公斤以上。一、金屬的存在形式及冶煉方法1、游離態(tài):極少數(shù)金屬元素在自然界以單質(zhì)形式存在如：金Au、鉑Pt單質(zhì)活動(dòng)性較弱自然銅金金屬的存在形式一、金屬的存在形式及冶煉方法2、化合態(tài):大部分金屬元素在自然界以化合物形式存在如：鐵Fe、鋁Al等黃銅礦(CuFeS2)鋁土礦(Al2O3

)赤鐵礦(Fe2O3

)單質(zhì)活動(dòng)性較強(qiáng)一、金屬的存在形式及冶煉方法3、一些金屬元素以離子或礦石的形式分布于海洋中，如鈉Na、鎂Mg、錳Mn等一、金屬的存在形式及冶煉方法金屬的活動(dòng)性越弱，被人類(lèi)開(kāi)發(fā)利用的時(shí)間越早；金屬的活動(dòng)性越強(qiáng)，被人類(lèi)開(kāi)發(fā)利用的時(shí)間越遲。一、金屬的存在形式及冶煉方法金屬的冶煉：

利用化學(xué)反應(yīng)使金屬元素從化合態(tài)變?yōu)橛坞x態(tài)的過(guò)程。實(shí)質(zhì)：

一、金屬的存在形式及冶煉方法沙里淘金金子的密度比沙子大得多，在水的沖擊下沙粒被水流帶走，而金就留在容器里。KCaNaMgAlZnFeSnPb(H)CuHgAgPtAu金屬活動(dòng)性逐漸減弱物理提取法如：PtAu適用于極不活潑的金屬的冶煉。通過(guò)熔鑄的方法即可對(duì)金屬進(jìn)行加工和鍛造。一、金屬的存在形式及冶煉方法KCaNaMgAlZnFeSnPb(H)CuHgAgPtAu金屬活動(dòng)性逐漸減弱熱分解法如：HgAg適用于金屬活動(dòng)性順序表中氫以后的金屬冶煉。

2Ag2O

4Ag＋O2↑2HgO

2Hg＋O2↑。一、金屬的存在形式及冶煉方法KCaNaMgAlZnFeSnPb(H)CuHgAgPtAu金屬活動(dòng)性逐漸減弱高溫還原法如：ZnFeSnPbCu用還原劑(CO、C、H2和活潑金屬等)還原金屬氧化物，適合冶煉金屬活動(dòng)性順序表中鋅到銅之間的大多數(shù)金屬。

Fe2O3＋3CO====2Fe＋3CO2高溫Fe2O3＋2Al

===

2Fe＋Al2O3高溫高爐煉鐵鋁熱法煉鐵一、金屬的存在形式及冶煉方法高爐煉鐵石灰石鐵礦石焦炭（生鐵）出鐵口比出渣口低：由于生鐵的密度比爐渣大。目的：維持爐內(nèi)高溫（爐渣的主要成分）CaCO3===CaO+CO2↑高溫SiO2+CaO===CaSiO3高溫造渣一、金屬的存在形式及冶煉方法高爐煉鐵C+O2===CO2放熱點(diǎn)燃

3CO+Fe2O3===2Fe+3CO2高溫C+CO2===2CO高溫一、金屬的存在形式及冶煉方法鋁熱法煉鐵實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象①鎂條劇烈燃燒；②氧化鐵粉末和鋁粉發(fā)生劇烈的反應(yīng)；③反應(yīng)放出大量的熱，并發(fā)出耀眼的白光；④紙漏斗的下部被燒穿，有熔融物落入沙中一、金屬的存在形式及冶煉方法鋁熱法煉鐵①冶煉熔點(diǎn)較高、活動(dòng)性弱于Al的金屬，如釩、鉻、錳等。②金屬焊接，如焊接鋼軌等應(yīng)用（1）在高溫條件下進(jìn)行。（2）反應(yīng)迅速并放出大量的熱。（3）新生成的金屬單質(zhì)呈熔融態(tài)且易與Al2O3分離。特點(diǎn)一、金屬的存在形式及冶煉方法鋁熱反應(yīng)注意事項(xiàng)：鋁熱反應(yīng)的引燃劑為鎂帶，助燃劑為氯酸鉀。鋁熱劑為混合物，是由鋁粉和某些難熔的金屬氧化物(Fe2O3、Fe3O4、Cr2O3、V2O5、MnO2等)粉末按一定比例組成的。12一、金屬的存在形式及冶煉方法鋁熱反應(yīng)注意事項(xiàng)：鎂帶要打磨除去表面的氧化膜，否則難以點(diǎn)燃；氧化鐵粉末與鋁粉要選擇干燥的；鋁粉要用沒(méi)有被氧化的，否則反應(yīng)難以進(jìn)行。蒸發(fā)皿中的細(xì)沙要適量，既要防止蒸發(fā)皿炸裂，又要防止熔融的液體濺出傷人。34一、金屬的存在形式及冶煉方法KCaNaMgAlZnFeSnPb(H)CuHgAgPtAu金屬活動(dòng)性逐漸減弱電解法如：KCaNaMgAl適合冶煉金屬活動(dòng)性較強(qiáng)的金屬(一般為金屬活動(dòng)性順序表中鋁及鋁前面的金屬)。

一、金屬的存在形式及冶煉方法MgCl2(熔融)Mg＋Cl2↑，2NaCl(熔融)2Na＋Cl2↑，一、金屬的存在形式及冶煉方法工業(yè)上冶煉Al時(shí)用Al2O3而不用AlCl3，因?yàn)锳lCl3為共價(jià)化合物，熔化后不導(dǎo)電。此外，冶煉Al時(shí)需加入冰晶石(Na3AlF6)，以降低熔化溫度(從2054℃降低至900℃）。2Al2O3===

4Al+3O2↑通電冰晶石一、金屬的存在形式及冶煉方法鋁的冶煉鋁土礦NaOH溶液CO2Al(OH)3Al2O3AlNaAlO2溶液①溶解④過(guò)濾⑤灼燒⑥電解②過(guò)濾③酸化Al2O3+2NaOH===2NaAlO2+H2ONaAlO2+CO2+2H2O===Al(OH)3↓+NaHCO32Al(OH)3===

Al2O3+3H2O高溫2Al2O3===

4Al+3O2↑通電①③⑤⑥冰晶石典例解析例1、氧化還原反應(yīng)廣泛用于金屬的冶煉。下列說(shuō)法中不正確的是（）A.鋁熱法還原鐵的反應(yīng)中，放出的熱能使鐵熔化B.濕法煉銅與火法煉銅的反應(yīng)中，銅元素都發(fā)生還原反應(yīng)C.Mg可由電解熔融的MgO制取，Na可由電解熔融的NaCl制取D.冶煉鐵的主要原料有鐵礦石、焦炭、空氣、石灰石等，其中石灰石的作用是除去鐵礦石中的脈石（二氧化硅）C課堂小結(jié)金屬的存在形式及冶煉方法不良反應(yīng)金屬存在形式金屬冶煉方法煉鐵方法練鋁過(guò)程隨堂練習(xí)1.下列有關(guān)金屬冶煉的說(shuō)法正確的是（）A.制Na：高溫分解NaCl制備N(xiāo)aB.制Al：將Al（OH）3溶于鹽酸中，電解所得AlCl3溶液C.制Fe：用焦炭和空氣反應(yīng)產(chǎn)生的CO在高溫下還原鐵礦石中的鐵的氧化物D.制Cu：“熬膽礬鐵釜，久之亦化為銅”發(fā)生了分解反應(yīng)C隨堂練習(xí)2.硅在自然界只以化合態(tài)形式存在，如鐵礦石中的硅主要以脈石（SiO2）的形式存在。煉鐵時(shí)為了除去脈石，向煉鐵高爐中加入石灰石。該過(guò)程不可能涉及的