9.1金属的冶炼方法-2024学年高一化学同步课堂（苏教版2019必修第二册）

第一节金属的冶炼方法

专题九

金属与人类文明授课人：学习目标1.能从物质性质与反应条件角度解释不同金属冶炼方法的差异。2.认识我国古代文明与金属冶炼的关系。3.掌握铝热反应原理及实验，了解铝的冶炼方法。史上最强大嫂妇好[fùzǐ]妇好墓出土的铜钺在妇好墓中，考古学家们发现了91根青铜戈、4件铜铲、37件铜镞，同时还有四把大钺。这四把大钺中有两把是目前出土的体积最大的铜钺，加上木柲之后，重量超过10公斤以上。一、金属的存在形式及冶炼方法1、游离态:极少数金属元素在自然界以单质形式存在如：金Au、铂Pt单质活动性较弱自然铜金金属的存在形式一、金属的存在形式及冶炼方法2、化合态:大部分金属元素在自然界以化合物形式存在如：铁Fe、铝Al等黄铜矿(CuFeS2)铝土矿(Al2O3

)赤铁矿(Fe2O3

)单质活动性较强一、金属的存在形式及冶炼方法3、一些金属元素以离子或矿石的形式分布于海洋中，如钠Na、镁Mg、锰Mn等一、金属的存在形式及冶炼方法金属的活动性越弱，被人类开发利用的时间越早；金属的活动性越强，被人类开发利用的时间越迟。一、金属的存在形式及冶炼方法金属的冶炼：

利用化学反应使金属元素从化合态变为游离态的过程。实质：

一、金属的存在形式及冶炼方法沙里淘金金子的密度比沙子大得多，在水的冲击下沙粒被水流带走，而金就留在容器里。KCaNaMgAlZnFeSnPb(H)CuHgAgPtAu金属活动性逐渐减弱物理提取法如：PtAu适用于极不活泼的金属的冶炼。通过熔铸的方法即可对金属进行加工和锻造。一、金属的存在形式及冶炼方法KCaNaMgAlZnFeSnPb(H)CuHgAgPtAu金属活动性逐渐减弱热分解法如：HgAg适用于金属活动性顺序表中氢以后的金属冶炼。

2Ag2O

4Ag＋O2↑2HgO

2Hg＋O2↑。一、金属的存在形式及冶炼方法KCaNaMgAlZnFeSnPb(H)CuHgAgPtAu金属活动性逐渐减弱高温还原法如：ZnFeSnPbCu用还原剂(CO、C、H2和活泼金属等)还原金属氧化物，适合冶炼金属活动性顺序表中锌到铜之间的大多数金属。

Fe2O3＋3CO====2Fe＋3CO2高温Fe2O3＋2Al

===

2Fe＋Al2O3高温高炉炼铁铝热法炼铁一、金属的存在形式及冶炼方法高炉炼铁石灰石铁矿石焦炭（生铁）出铁口比出渣口低：由于生铁的密度比炉渣大。目的：维持炉内高温（炉渣的主要成分）CaCO3===CaO+CO2↑高温SiO2+CaO===CaSiO3高温造渣一、金属的存在形式及冶炼方法高炉炼铁C+O2===CO2放热点燃

3CO+Fe2O3===2Fe+3CO2高温C+CO2===2CO高温一、金属的存在形式及冶炼方法铝热法炼铁实验现象①镁条剧烈燃烧；②氧化铁粉末和铝粉发生剧烈的反应；③反应放出大量的热，并发出耀眼的白光；④纸漏斗的下部被烧穿，有熔融物落入沙中一、金属的存在形式及冶炼方法铝热法炼铁①冶炼熔点较高、活动性弱于Al的金属，如钒、铬、锰等。②金属焊接，如焊接钢轨等应用（1）在高温条件下进行。（2）反应迅速并放出大量的热。（3）新生成的金属单质呈熔融态且易与Al2O3分离。特点一、金属的存在形式及冶炼方法铝热反应注意事项：铝热反应的引燃剂为镁带，助燃剂为氯酸钾。铝热剂为混合物，是由铝粉和某些难熔的金属氧化物(Fe2O3、Fe3O4、Cr2O3、V2O5、MnO2等)粉末按一定比例组成的。12一、金属的存在形式及冶炼方法铝热反应注意事项：镁带要打磨除去表面的氧化膜，否则难以点燃；氧化铁粉末与铝粉要选择干燥的；铝粉要用没有被氧化的，否则反应难以进行。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。34一、金属的存在形式及冶炼方法KCaNaMgAlZnFeSnPb(H)CuHgAgPtAu金属活动性逐渐减弱电解法如：KCaNaMgAl适合冶炼金属活动性较强的金属(一般为金属活动性顺序表中铝及铝前面的金属)。

一、金属的存在形式及冶炼方法MgCl2(熔融)Mg＋Cl2↑，2NaCl(熔融)2Na＋Cl2↑，一、金属的存在形式及冶炼方法工业上冶炼Al时用Al2O3而不用AlCl3，因为AlCl3为共价化合物，熔化后不导电。此外，冶炼Al时需加入冰晶石(Na3AlF6)，以降低熔化温度(从2054℃降低至900℃）。2Al2O3===

4Al+3O2↑通电冰晶石一、金属的存在形式及冶炼方法铝的冶炼铝土矿NaOH溶液CO2Al(OH)3Al2O3AlNaAlO2溶液①溶解④过滤⑤灼烧⑥电解②过滤③酸化Al2O3+2NaOH===2NaAlO2+H2ONaAlO2+CO2+2H2O===Al(OH)3↓+NaHCO32Al(OH)3===

Al2O3+3H2O高温2Al2O3===

4Al+3O2↑通电①③⑤⑥冰晶石典例解析例1、氧化还原反应广泛用于金属的冶炼。下列说法中不正确的是（）A.铝热法还原铁的反应中，放出的热能使铁熔化B.湿法炼铜与火法炼铜的反应中，铜元素都发生还原反应C.Mg可由电解熔融的MgO制取，Na可由电解熔融的NaCl制取D.冶炼铁的主要原料有铁矿石、焦炭、空气、石灰石等，其中石灰石的作用是除去铁矿石中的脉石（二氧化硅）C课堂小结金属的存在形式及冶炼方法不良反应金属存在形式金属冶炼方法炼铁方法练铝过程随堂练习1.下列有关金属冶炼的说法正确的是（）A.制Na：高温分解NaCl制备NaB.制Al：将Al（OH）3溶于盐酸中，电解所得AlCl3溶液C.制Fe：用焦炭和空气反应产生的CO在高温下还原铁矿石中的铁的氧化物D.制Cu：“熬胆矾铁釜，久之亦化为铜”发生了分解反应C随堂练习2.硅在自然界只以化合态形式存在，如铁矿石中的硅主要以脉石（SiO2）的形式存在。炼铁时为了除去脉石，向炼铁高炉中加入石灰石。该过程不可能涉及的