化学 必修 第二册(苏教) 第一单元 金属的冶炼方法 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，会写相关的化学方程式。2．认识我国古代文明与金属冶炼的关系。3．感受物质制备中的化学思想。 一、金属的存在形式 1．一般而言，活动性较强的金属，在自然界中以化合态存在；活动性较弱的金属，有可能以游离态形式存在，如：金。有的金属元素能以游离态和化合态存在，如：铁、银元素等。 2．金属越活泼，人类开发、利用的越晚。 二、金属的冶炼 1．定义：利用化学反应使金属元素从化合态变为游离态的过程称为金属冶炼。 2．金属冶炼方法 (1)热分解法 适合冶炼不活泼金属，如通过加热氧化银(Ag2O)来制备金属银，化学方程式为2Ag2O4Ag＋O2↑。 (2)高温还原法 适合冶炼金属活动性顺序表中锌到铜之间的大多数金属，常用的还原剂有C、CO、H2和活泼金属等。 (3)电解法 适合冶炼较活泼金属(钠、镁、铝等)，如冶炼铝的化学方程式为2Al2O3(熔融)4Al＋3O2↑。 3．高炉炼铁 (1)设备：炼铁高炉。 (2)原料：铁矿石、焦炭、石灰石、空气。 (3)原理：在高温下，用还原剂(主要是CO)把铁从铁矿石中还原出来。 (4)主要反应 4．铝热反应 (1)概念：铝粉与某些金属氧化物在高温条件下的反应。 (2)铝热剂：铝粉与某些难熔的金属氧化物以一定比例形成的混合物。 (3)反应方程式(如与Fe2O3)：2Al＋Fe2O32Fe＋Al2O3。 (4)反应特点：反应放出大量的热，生成氧化铝和相应的金属。 (5)应用：焊接钢轨、冶炼熔点较高的金属(如钒、铬、锰等)。 5．铝的冶炼 (1)工艺流程 (2)有关反应 ①碱溶：Al2O3＋2NaOH===2NaAlO2＋H2O； ②酸化：NaAlO2＋CO2＋2H2O===Al(OH)3↓＋NaHCO3； ③灼烧：2Al(OH)3Al2O3＋3H2O； ④电解：2Al2O3(熔融)4Al＋3O2↑。 判断正误，正确的打“√”，错误的打“×”。 (1)化合态的金属元素被还原时，一定得到相应的金属单质。( ) (2)铜是人类使用和开发比较早的金属之一。( ) (3)Na、K等活泼金属可用CO还原法冶炼。( ) (4)Al与MgO也能发生铝热反应。( ) (5)铁元素只以化合态形式存在于矿石中。( ) (6)铝热剂是指铝和氧化铁的混合物。( ) 答案：(1)× (2)√ (3)× (4)× (5)× (6)× 素材1 古代炼丹术士葛洪所著《抱朴子》中记载：“丹砂烧之成水银。” 素材2 唐代诗人刘禹锡在《浪淘沙九首》中有云：“美人首饰侯王印，尽是沙中浪底来。” 素材3 北宋科学家沈括在《梦溪笔谈》中写道：“信州铅山县有苦泉，流以为涧。挹其水熬之，则成胆矾。烹胆矾则成铜；熬胆矾铁釜，久之亦化为铜。” 素材4 当铁轨有缝隙时，维修工人常将铝粉与氧化铁的混合物点燃，让熔融的铁水流入铁轨的缝隙，冷却后就将铁轨牢牢地黏在一起。 [问题探究] 1．以上素材中涉及了哪些金属的冶炼？写出相关的化学方程式。 提示：素材1中涉及汞的冶炼，其化学方程式为HgSHg＋S；素材2中涉及金的获取，采用沙里淘金的物理方法；素材3中涉及铜的冶炼，其化学方程式为Fe＋CuSO4=== FeSO4＋Cu；素材4中涉及铝热法炼铁，化学方程式为Fe2O3＋2AlAl2O3＋2Fe。 2．人类使用金属的年代先后顺序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动性。金属越活泼，冶炼时所需条件要求越高，在人类历史上出现相对晚一些。金属越不活泼，冶炼的方法越简单，人们使用的时间越早，所以有青铜、铁器等时代的发展历程。 3．为什么冶炼镁时不能使用MgO，冶炼铝时不能使用AlCl3 提示：因为氧化镁熔点太高，不易熔化，而氯化镁熔点低，易熔化且熔化后易电离出自由移动的阴、阳离子，所以用氯化镁；氯化铝是共价化合物，熔化时不能电离出自由移动的阴、阳离子，所以不能使用，只能用熔点较高的氧化铝 ... ...
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