高一化学《金属矿物的开发利用》知识点归纳总结以及例题解析

高一化学《金属矿物的开发利用》知识点归纳总结以及例题剖析高一化学《金属矿物的开发利用》知识点归纳总结以及例题剖析高一化学《金属矿物的开发利用》知识点归纳总结以及例题剖析金属矿物的开发利用【学习目标】1、认识金属冶炼的化学反响原理和基本方法；2、认识金属回收与资源的保护方法||。【要点梳理】要点一、金属的冶炼方法由于大部分金属的化学性质开朗||，在自然界中主要以化合态形式存在（金、铂等少量金属例外）||，因此使用的金属大部分是人工制得的||。金属冶炼的实质就是利用氧化复原反响使金属化合物中的金属元素获得电子被复原为金属单质：Mn++ne-M||。因不同样金属的阳离子得电子的能力不同样||，故不同样金属采用不同样的冶炼方法||。1、热分解法||。有些不开朗金属仅用热分解法就能制得||。在金属活动性次序表中||，位于氢后边的金属的氧化物受热就能分解||。比方：2HgO2Hg+O2↑2Ag2O24Ag+O↑2、热复原法||。多半金属的冶炼采用热复原法||。常用的复原剂有焦炭、一氧化碳、氢气和开朗金属等||。例如：23+3CO2Fe+3CO2FeO↑WO3+3H2W+3H2OZnO+CZn+CO↑MgO+CMg(g)+CO(g)Fe2O3+2Al2Fe+Al2O33、电解法||。在金属活动性次序表中||，钾、钙、钠、镁、铝等几种金属的复原性很强||，这些金属都很简单失去电子||，因此不能够用一般的方法和复原剂使其从化合物中复原出来||，而只能用通电分解其熔融盐或氧化物的方法来冶炼||。比方：2NaCl（熔融）2Na+Cl2↑MgCl2（熔融）Mg+Cl2↑一些对纯度要求较高的不开朗金属也能够采用电解其盐溶液的方法来进行冶炼||，比方：2CuSO42O2Cu+2H242+2HSO+O↑不同样金属冶炼方法的选择4、湿法||。在工业上还有一种冶金方法叫做湿法冶金||，也称为水法冶金||。它是利用在溶液中发生的化学反应（如置换反响）||，对金属进行提取和分其他冶金过程||。比方：Fe+CuSO=FeSO+Cu44要点二、铝热反响第1页/共5页炼铁平常用热复原法||。工业上采用的高炉炼铁和铝热法炼铁都属于热复原法||。Fe2O3+3CO2Fe+3CO2（高炉炼铁）Fe2O3+2Al2Fe+Al2O3（铝热法炼铁）FeO与Al的反响叫做“铝热反响”||，FeO和Al的混淆物叫做“铝热剂”||。与FeO性质相像的FeO、232323FeO、CuO、TiO（二氧化钛）、VO（五氧化二钒）、CrO3（三氧化二铬）、MnO、CoO（四氧化三钴）、342252234WO3（三氧化钨）等氧化物||，也都能与金属铝在高温下发生氧化复原反响||，生成Al2O3和新的金属单质||，放出大量的热||，这样的反响都属于铝热反响||。3FeO+8Al9Fe+4AlO33423CuO+2Al3Cu+Al2O33MnO2+4Al3Mn+2AlO323V2O5+10Al6V+5Al2O33Co3O+8Al9Co+4AlO3423TiO+4Al3Ti+2AlO322Cr2O3+2Al2Cr+Al2O3铝热反响一般有两个方面的重要应用：一是冶炼高熔点的金属；二是焊接金属||，如用Fe2O3和Al的混淆物做焊药（铝热剂）焊接铁路钢轨等||。要点解说：铝热反响是指铝热剂在高温下发生强烈反响并放出大量热的化学反响||，其中镁条为引燃物质||，氯酸钾为助燃物质||。（1）原理：Al是复原剂||，另一种氧化物是氧化剂||，是铝将氧化物中的金属置换出来的反响||。（2）铝热反响的实质是铝将氧化物中的化合态金属复原为金属单质||。（3）反响特点是在高温下进行||，反响快速并放出大量的热||，重生成的金属单质呈液态且易与Al23分别||。O（4）铝热剂是指铝粉和某些金属氧化物组成的混淆物||。5）应用：冶炼难熔金属||，如V、Cr、Mn等；焊接钢轨等||。要点三、废旧金属的回收地球上的金属矿产资源是有限的||，而且是不能够重生的||，随着人们的不断开发利用||，矿产资源将会日渐减少||。废旧金属是一种固体荒弃物||，会污染环境||，把废旧金属作为一种资源||，加以回收利用||。这样做||，既减少了垃圾量、防备污染环境||，又缓解了资源短缺的问题||。回收的废旧金属||，大部分能够从头制成金属或它们的化合物再利用||。比方：废旧钢铁能够用于炼钢||，利用1t废钢炼钢||，大概可节俭矿石2t、焦炭1t、石灰石0.5t||。回收一个铝质饮料罐比制造一个新的铝质饮料罐节约能源约95%||。废铁屑等能够用于制铁盐||，从电解精华钢的阳极泥中||，可回收金、银等名贵金属||，从电影业、照相业、科研单位和医院X光室回收的定影液中||，能够提取金属银||。【典型例题】种类一：金属的冶炼例1．以下说法中不正确的选项是（）A．金属的冶炼原理就是利用氧化复原反响原理||，在必然条件下将金属从其化合物中复原出来B．冶炼金属时||，必定加入一种物质作为复原剂C．金属由化合态变成游离态||，都是被复原D．金属单质被发现和应用得早||，其活动性一般较弱第2页/共5页【思路点拨】此题察看金属的冶炼原理||。【答案】B【剖析】金属的冶炼是将金属化合物转变成金属单质；有的物质在发生氧化复原反响冶炼金属的时候||，自身既作氧化剂又作复原剂||，不需要另加复原剂||，比方HgO||，因此B错误；金属呈化合态时必然显正价||，当变成游离态后||，化合价就变成0价||，因此被复原||，C说法正确；金属被发现和应用得早||，说明该金属在自然界存在游离态||，人们简单获得并利用它||，进而也说明这些金属的活动性一般是较弱的||。【总结升华】金属的冶炼利用的是氧化复原反响||。例2．工业上Na、Ca、Mg都能够用电解其熔融的氯化物而制得||。试回答以下问题：1）写出电解制取Ca、Mg的反响的化学方程式：________________||，_________________||。（2）钾却不能够用电解熔融KCl的方法制备||，由于金属钾易溶解在熔融的KCl中而有危险||，可利用反应Na+KClNaCl+K来制备钾||。参照下表数据：①该反响合适选择在什么温度范围内进行？②该反响主要应用了什么化学原理？（3）Al的制备不能够用电解AlCl3的方法||，而采用电解熔融23的方法||，请回答以下问题：AlO①工业上为什么不用Na复原AlCl3来制备Al？②电解Al23时||，为什么还要加冰晶石（助熔剂）？O【思路点拨】此题综合察看了金属冶炼的方法及条件的选择||。【答案】（1）CaCl22↑MgCl22Ca+ClMg+Cl↑（2）①801℃~883℃②平衡搬动原理（3）①原料金属钠的成本较高||，且钠易被氧化、难保存||，故工业上不用此法获得大量的Al||。②Al2O3的熔点较高（2072℃）||，直接电解时需要供应大量的热量使其消融||，加入助熔剂冰晶石（Na36||，略加热23就会熔解且易电解出Al3+、AlF）后||，在助熔剂的作用下（助熔剂的熔点一般很低）AlOO2-||，这样有利于电解的顺利进行||，既缩短时间又节俭能源||。【剖析】（1）依照题意||，直接写出反响的化学方程式：CaCl22↑||，MgCl22Ca+ClMg+Cl↑||。（2）Na与KCl的反响是可逆反响||，要想使Na顺利置换出K||，依照平衡搬动原理||，需使平衡向正反应方向搬动||，最正确选择是减少生成物K的量||，即K以蒸气逸出||，其他物质仍保存在系统中||，故反响温度应控制在801℃~883℃之间||，此时K为气态||，Na、NaCl、KCl为熔融态||。（3）①能够用钠复原AlCl3制备Al||，但原料金属钠的成本较高||，且钠易被氧化、难保存||，故工业上不用此法获得大量的Al||。②Al23的熔点较高（2072℃）||，直接电解时需要供应大量的热量使其消融||，加入助熔剂冰晶石O（Na36||，略加热23就会熔解且易电解出Al3+、O2-||，AlF）后||，在助熔剂的作用下（助熔剂的熔点一般很低）AlO这样有利于电解的顺利进行||，既缩短时间又节俭能源||。【总结升华】金属冶炼方法的选纲要考虑其开朗性||。贯串交融：【变式1】以下表达正确的选项是（）．工业上用电解熔融氯化钠的方法制取钠B．钠加入氯化镁的饱和溶液中能够制取金属镁C．电解冶炼铝的原料是氯化铝第3页/共5页D．碳在高温下能复原氧化镁中的镁【答案】AD种类二：铝热反响例3．粉末状试样A是由等物质的量的MgO和Fe2O3组成的混淆物||。进行以下实验：①取合适A进行铝热反响||，产物中有单质B生成；②另取20gA全部溶于0.15L6.0molL-1盐·酸中||，得溶液C；③将①中获得的单质B和溶液C反响||，放出1.12L(标况)气体||，同时生成溶液D||，还残留有固体物质B；④用KSCN溶液查验时||，溶液D不变色；请填空：1）①中惹起铝热反响的实验操作是__________||。产物中的单质B是__________||。2）②中所发生反响的反响的化学方程式是__________||。3）③中所发生的各反响的离子方程式是__________||。（4）若溶液D的体积仍视为0.15L||，则该溶液中c(Mg2+)为__________||，c(Fe2+)为__________||。【思路点拨】此题察看金属冶炼原理（铝热反响法）和化学实验基本操作、物质查验、化学计算||。【答案】（1）加少量KClO3||，插上镁条并将其点燃Fe（2）Fe23+6HCl=2FeCl3222O+3HO||，MgO+2HCl=MgCl+HO（3）Fe+2Fe3+=3Fe2+||，Fe+2H+=Fe2++H2↑-1-1（4）0.67molL·；2.3molL·【剖析】MgO不能够与铝发生置换反响||，因此：①发生的反响是Fe2O3+2Al2Fe+Al2O3②中发生的反响是Fe233222OO+6HCl=2FeCl+3HO||，MgO+2HCl=MgCl+H③中发生的反响是Fe+2FeCl3222↑=3FeCl||，Fe+2HCl=FeCl+H④中加入KSCN溶液不变色||，说明Fe3+完好被复原为Fe2+||，溶液D为MgCl2、FeCl2的混淆液||。依照题意假定20gA中MgO和Fe23的物质的量均为x||，则：40g·mol-1×x+160-1×x=20g||，解得Og·molx=0.1mol||。反响后原加入的盐酸中的Cl-全部转移到FeCl2和MgCl2中||，Cl-守恒||，因此溶液D中【总结升华】察看的知识与技术起点较低||，但综合性较强||，是典型的学科内综合题||，同学们在平常学习中要多加练习||。贯串交融：【变式1】“铝热反响”的化学方程式为：2Al+Fe2323OAlO+2Fe||。某同学对“铝热反响”的现象有这样的描绘：“反响放出大量的热||，并发出刺目的光辉”、“纸漏斗的下部被烧穿||，有熔融物落入沙中”||。查阅《化学手册》知||，Al、Al2323熔点、沸点数据以下：O、Fe、FeO物质AlAl2O3FeFe2O3熔点/℃660205415351462沸点/℃246729802750——（1）该同学推断||，铝热反响所获得的熔融物应是铁铝合金||。这种推断有必然的道理||，原因是：____________________________________________________________________||。第4页/共5页（2）设计一个简单的实验方案||，证明上述所得的块状熔融物中含有金属铝||。该实验所用试剂是__________________||，当察看到__