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金属在自然界一般以什么形式存在?
自然界中绝大多数金属以化合态存在;只有少数化学性质不活泼的金属,在自然界能以游离态存在(如金、铂及少量的银和铜)
金
银
铂
陨
铁
赤铁矿
磁铁矿
黄铁矿
孔雀石
菱镁矿
铝土矿
氯化钠
黄铜矿
一、金属的冶炼
将金属矿物中的金属从其化合物中还原
出来,用于生产和制造各种金属材料的过程。
1、定义:
2、实质:
用还原的方法使金属化合物中的金属离子得到电子变成金属原子。
(
即
M
n+
+
n
e-
=
M
)
第一步:矿石的富集:
除去杂质,提高矿石中有用成分含量。
第二步:冶炼:
利用氧化还原反应,在一定条件下,把金属离子还原成单质。
第三步:精炼:
采用一定方法,提炼纯金属。
3、冶炼的步骤:
在人类社会发展过程中,人们最早使用
的是哪种金属?
孔雀石
(1)为什么不同金属的使用先后时间不同?
(2)金属的活动性与金属冶炼方法有何联系?
金属活动性(还原性):
强
弱
K
Ca
Na
Mg
Al
Zn
Fe
Sn
Pb(H)Cu
Hg
Ag
离子的氧化性
弱
强
年代
商朝司母戊鼎
春秋时期的铁锄和铁削
现代用电解法冶炼铝
金属冶炼的早晚与金属活动性的强弱有关。越不活泼的金属发现的时间越早,越活泼的金属发现的历史越短。
K
Ca
Na
Mg
Al
Zn
Fe
Sn
Pb(H)Cu
Hg
Ag
电解法
热还原法
热分解法
二、金属的冶炼方法
1、热分解法
古代炼丹术家葛洪,曾经在他的著作
《抱朴子》中记载有“丹砂烧之成水银”
二、金属的冶炼方法
2、热还原法
常用还原剂有:焦炭、CO、H2及较活泼金属。
(1)高炉炼铁:
(2)活泼金属还原法:
(3)氢气还原氧化铜:
金属铜的冶炼方法除热还原法外,还
有哪些方法?
湿法炼铜:
Fe+CuSO4==FeSO4+Cu
火法炼铜:
Cu2S+O2==2Cu+SO2
二、金属的冶炼方法
3、电解法
金属冶炼方法:
K
Ca
Na
Mg
Al
Zn
Fe
Sn
Pb(H)Cu
Hg
Ag
Pt
Ag
电解法
热还原法
热分解法
物理
提取法
三、铝热反应
1、概念
铝和金属氧化物在高温下发生剧烈反应并放出大量热
的化学反应。
2、原理
铝作还原剂,另一种氧化剂作氧化剂,用铝将氧化物
中的金属置换出来。
3、反应特点
在高温下进行,反应迅速并放出大量的热,新生成
的金属单质呈熔融状态且易与Al2O3分离。
4、引燃剂:Mg
助燃剂:KClO3
铝热剂:铝粉和某些金属氧化物的混合物
5、应用
冶炼高熔点的金属
三、铝热反应实验探究
P89
(实验4—1)
现象:
原理:
镁条剧烈燃烧,放出大量的热,使氧化铁粉末和铝粉在较高温度下发生剧烈的反应,反应放出大量的热,并发出耀眼的白光,产生大量的烟,纸漏斗的下部被烧穿,有红热状态的液珠落入沙中。液珠冷却后,除去外层熔渣,可以发现落下的是铁珠。
其它铝热反应:
写出Al和V2O5、MnO2、Cr2O3发生铝热反应的方
程式.
铝热反应的应用
铝热反应的原理可以应用在生产上,如用于焊接钢轨等。在冶金工业上也常用于冶炼高熔点金属
,如冶炼钒、铬、锰等
四、有效利用金属资源的途径
1、提高金属矿物的利用率
2、减少金属的使用量
3、加强金属资源的回收和再利用
4、使用其它材料代替金属材料
随堂训练
1、下列各种冶炼方法中,可以制得相应
金属的是(
)
A、加热氧化铜
;
B、加热碳酸钙;
C、电解熔融的氯化钠;
D、氧化钠与铝粉混合共热。
C
C
2、宋朝初期,我国已将湿法炼铜应用于
生产,其反应原理为(
)
A、CuO+H2==Cu+H2O
B、CuO+CO==CO2+Cu
C、Fe+CuSO4==Cu+FeSO4
D、Cu2(OH)2CO3==2CuO+H2O+CO2↑
△
△
△
3.下列关于金属冶炼的说法不正确的是(
)
A、金属冶炼是由人类生产生活需要发展起来的;
B、天然矿藏很少只含一种金属元素往往含有较多杂质;
C、金属的冶炼主要有矿石的富集、冶炼还原和精炼三个步骤;
D、金属冶炼一定要用到还原剂。
D
4、用铝热剂冶炼难熔金属,是因为(
)
A
铝具有导电性;
B
铝具有延展性;
C
铝既能与酸反应又能与碱反应;
D
铝被氧化过程中放出大量的热。
D
5、可用热分解法就可制得的金属(
)
A
、Cu
Fe
B
、K
Mg
C
、Ag
Hg
D
、Na
Al
C
6、冶炼和提取金属常用以下几种方法:
①以C或CO、H2作还原剂还原
②电解法
③热分解法
④铝热反应
⑤物理提取法,现冶炼和提取下列金属,试标明适宜的冶炼或提取方法。
Fe_______;
Mg______;
Cu_______;Hg_______;
Na_______;Au_______。
①④
①②
①
③
②
⑤
7、古代的“药金”外观与金相似,常被误以为是金子,冶炼方法如下,将碳酸锌、赤铜(Cu2O)、木炭按一定比例混合,加热到800℃充分反应后
得到金光闪闪的“药金”。
(1)药金的主要成分是_____________。
(2)有关冶炼的化学方程式是
_______________________________
_______________________________
_______________________________。
铜、锌