苏教版高中化学必修第二册专题9金属与人类文明第一单元金属的冶炼方法课件

必修二

苏教版高中化学1|金属的存在形式及金属的冶炼知识点第一单元金属的冶炼方法必备知识清单破

1.金属的存在形式(1)金属材料既有良好的可塑性,坚固耐用,而且还有导电、导热等诸多优良性能。(2)大量的金属元素存在于地壳的矿石中。自然界中的大部分金属元素都是以化合态形式存

在的。如铁元素存在于赤铁矿(主要成分为Fe2O3)中,铝元素存在于铝土矿(主要成分为Al2O3)

中。2.金属的冶炼(1)金属冶炼的原理:利用化学反应使金属元素从化合态变为游离态。(2)金属冶炼的方法:热分解法、高温还原法、电解法等。(3)金属的冶炼方法与金属活动性的关系归纳总结常见金属的冶炼方法

1.高炉炼铁(1)原料:铁矿石、焦炭和石灰石等。(2)设备:高炉。(3)原理:高温下,用还原剂把铁矿石中的氧化铁还原成铁单质。2|铁的冶炼知识点知识点拨

高炉炼铁中各原料的主要作用:铁矿石——铁的来源;焦炭和热空气——提供热

量和还原剂CO;石灰石——提供CaO,除去SiO2。2.铝热法炼铁(详见定点1)(4)冶炼过程

1.铝的存在(1)含量:铝元素是地壳中含量最多的金属元素。(2)存在:地壳中,铝元素主要以铝土矿形式存在,铝土矿的主要成分是Al2O3。2.从铝土矿中提取铝的工艺流程及反应(1)工艺流程3|铝的冶炼知识点

(2)有关反应①碱溶:Al2O3+2NaOH

2NaAlO2+H2O;②酸化:NaAlO2+CO2(过量)+2H2O

Al(OH)3↓+NaHCO3;③灼烧:2Al(OH)3

Al2O3+3H2O;④电解:2Al2O3(熔融)

4Al+3O2↑。步骤一般方法或原理目的

采矿、选矿、粉碎、筛矿、洗矿等除去杂质、提高矿石中有用成分的含量利用氧化还原反应原理,在一定条件下把金属矿物中的化合态金属元素还原成金属单质得到金属单质,但所得金属中含有杂质加入除杂试剂除去杂质或电解精炼进一步提纯金属知识拓展金属冶炼的步骤知识辨析1.金属冶炼的本质均是金属元素被还原的过程,所以在冶炼过程中一定需要加入还原剂。这

种说法对吗?2.金属阳离子被还原,一定会得到金属单质。这种说法对吗?3.可以利用铝热反应原理,以MgO和金属铝为原料冶炼金属镁。这种说法对吗?4.Na、K等活泼金属可用高温还原法冶炼。这种说法对吗?5.金属的冶炼必须在高温下进行。这种说法对吗?6.冶炼Al时要电解熔融AlCl3。这种说法对吗?7.钾的沸点比钠低,可用钠置换熔融氯化钾中的钾。这种说法对吗?一语破的1.不对。通过电解和热分解的方法冶炼金属不需要加入还原剂。2.不对。金属阳离子被还原可能会生成低价金属阳离子,如Fe3+→Fe2+。3.不对。镁的金属活动性比铝强,不能用铝还原MgO。4.不对。Na、K等活泼金属应该用电解法冶炼。5.不对。如湿法炼铜是在常温下发生反应:Fe+CuSO4

FeSO4+Cu。6.不对。AlCl3为共价化合物,熔融状态不导电,冶炼Al时应该电解熔融Al2O3。7.对。钾的沸点比钠低,容易分离出来,所以可用钠置换熔融氯化钾中的钾。1|铝热反应定点关键能力定点破

铝和金属氧化物在高温下发生的剧烈并放出大量热的化学反应,叫作铝热反应。1.铝热反应实验实验操作

实验现象①镁条剧烈燃烧,发出强光;②氧化铁粉末和铝粉发生剧烈反应;③反应放出大量的热;④纸漏斗的下部被烧穿,有熔融物落入沙中实验结论在高温下,Al与Fe2O3发生反应,放出大量的热注意事项

①镁条要打磨干净表面的氧化膜,否则难以点燃;②氧化铁粉末与铝粉要干燥,铝粉要用未被氧化的,否则难以反应;③内层滤纸要用水润湿,以防纸漏斗燃烧;④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;⑤实验装置要与人有一定距离,防止人被烧伤2.铝热反应的用途可用于冶炼熔点较高的相对较不活泼的金属,如Fe、Mn、Cr等。2Al+Fe2O3

2Fe+Al2O3(可用于焊接钢轨)4Al+3MnO2

3Mn+2Al2O32Al+Cr2O3

2Cr+Al2O3

典例利用如图装置做铝热反应实验,下列说法不正确的是

(

)

A.该反应的化学方程式是2Al+Fe2O3

2Fe+Al2O3B.该反应会放出大量热、发出强光C.根据铝热反应的原理,可以冶炼某些高熔点的金属D.若反应中转移3mol电子,则消耗氧化剂的物质的量是1molD思路点拨

根据铝热反应实验解答此题,注意铝热反应的实验装置、实验现象以及注意事

项。解析

该反应为高温下铝与氧化铁发生置换反应生成铁和氧化铝,化学方程式是2Al+Fe2O3

2Fe+Al2O3,A正确;铝热反应发生时会放出大量的热、发出强光,B正确;铝热反应发生时会放出大量的热,可以冶炼某些高熔点的金属,如Fe、Cr、Mn等,C正确;由化学方程式可知,

氧化铁为氧化剂,若反应中转移3mol电子,消耗氧化铁的物质的量为0.5mol,D错误。

易错分析有关铝热反应的两个易错点(1)铝热反应可以用于焊接钢轨,但工业上不用该方法炼铁,因为铝比铁的冶炼成本更高。(2)由于铝只能冶炼活泼性比其弱的金属,故并不是铝与所有金属氧化物的混合物都叫铝热

剂,如Al和MgO的混合物不能叫铝热剂。

1.金属活动性顺序中“前面的金属能置换后面的金属”,如Fe与CuSO4溶液反应置换出Cu,Cu

与AgNO3溶液反应置换出Ag,但K、Na、Ca等活泼金属不能将较不活泼金属从其盐溶液中

置换出来,因为K、Na、Ca等活泼金属会与水剧烈反应。2.工业上冶炼Al时用Al2O3而不用AlCl3,