2019-2020学年高一化学期末复习高频考点通关(人教版必修二)

2019-2020学年高一化学期末复习高频考点通关（人教版必修二）
考点23 金属的冶炼原理与方法
复习要点
(1)了解金属冶炼的一般原理及步骤。

(2)记住金属冶炼的三种方法，即热分解法、热还原法和电解法。

(3)能写出冶炼金属方法中对应的常见金属冶炼的有关化学发方程式。

核心梳理
一、金属的冶炼原理与方法
1．金属在自然界中存在的形态
除了金、铂等极少数金属以外，绝大多数金属以化合物的形式存在于自然界。

在这些金属化合物中，金属元素都显正化合价。

2．金属冶炼的原理
金属的冶炼是利用氧化还原反应原理，在一定条件下，使金属离子得到电子被还原成金属原子，从而获得金属单质。

即：M n++n e−===M。

金属活动性顺序与金属冶炼方法的关系
金属的活动性顺序K、Ca、Na、Mg、Al Zn、Fe、Sn、Pb(H)、Cu Hg、Ag Pt、Au
金属原子失电子能力强→弱
金属离子得电子能力弱→强
主要冶炼方法电解法热还原法热分解法物理方法3．金属的冶炼方法
(1)热分解法：适用于金属活动性顺序表中Hg及其以后的金属。

2HgO △
2Hg+O2↑
2Ag2O △
4Ag+O2↑
(2)热还原法：适用于金属活动性顺序表中Zn、Cu之间的金属。

Fe2O3+3CO 高温
2Fe+3CO2
WO3+3H2高温
W+3H2O
Cr2O3+2Al 高温
Al2O3+2Cr
(3)电解法：适用于金属活动性顺序表中Al及其以前的金属。

2Al2O3(熔融)
电解
冰晶石
4Al+3O2↑
2NaCl(熔融)电解
2Na+Cl2↑
二、铝热反应
1．铝热反应的概念与特点
(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：Al作还原剂，另一种氧化物作氧化剂，用铝将氧化物中的金属置换出来。

(3)铝热剂：铝粉和某些金属氧化物(Fe3O4、Cr2O3、V2O5等)组成的混合物。

(4)反应特点：
①在高温下进行。

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。

(5)应用：冶炼难熔的相对较不活泼的金属，如V、Cr、Mn等；焊接钢轨等。

2．铝热反应实验
实验操作
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。

实验结论在高温下，铝与Fe2O3发生反应，放出大量的热深化理解
1．电解熔融的NaCl和电解NaCl溶液的产物不同。

2．工业上冶炼镁是电解MgCl2而不是MgO的原因是MgO的熔点比MgCl2的高，冶炼铝是电解Al2O3而不是AlCl3的原因是AlCl3是共价化合物，熔融状态不导电。

典型例题
例1 下列关于物质制备原理错误的是
A．工业制备金属钠：2NaCl 电解
2Na+Cl2↑
B．工业生产铁：Fe2O3+3CO 高温
Fe+3CO2
C．湿法炼铜：Fe+CuSO4===Cu+FeSO4
D．以S为原料，工业生产硫酸在沸腾炉中的反应：2S+3O22SO3答案 D
解析A项、工业制备金属钠的原理为：2NaCl 电解
2Na+Cl2↑，A正确；B项、工业生产铁的原理为：
Fe2O3+3CO 高温
Fe+3CO2，B正确；C项、湿法炼铜的原理为：Fe+CuSO4===Cu+FeSO4，C正确；D项、
以S为原料，工业生产硫酸在沸腾炉中的反应为：S+O2高温
SO2，S不能直接转化为SO3，D错误；故本
题选D。

例2 铁砂的主要成分是微粒状的磁性氧化铁、石英、石灰石的混合物。

某化学兴趣小组从铁砂中分离出磁性氧化物，并进行铝热反应实验。

(1)取磁性氧化铁按图装置进行铝热反应，引发铝热反应的实验操作是_________________现象很壮观，取少
许生成的“铁块”溶于盐酸，向其中滴加KSCN溶液，发现溶液变血红色。

出现结果的原因，除了可能混有没有反应的磁性氧化铁外，还有一个原因是____________。

设计一个简单的实验方案，证明上述所得“铁块”中含有金属铝。

该实验所用的试剂是____________，反应的离子方程式是________________。

(2)写出此铝热反应的化学方程式：_____________，每摩尔单质铝参与反应，转移的电子数为________。

(3)除磁性氧化铁可做铝热反应实验外，下列哪些试剂也可以______。

A．CuO B．Na2O2 C．MnO2 D．MgO
答案(1)铺KClO3，插镁条并将其点燃，生成的红热的铁在掉落到蒸发皿过程中表面被空气氧化为Fe3O4
NaOH，2Al+2OH−+2H2O===2
2
AlO-+3H2↑
(2)8Al+3Fe3O4高温
4Al2O3+9Fe 3N A
(3)AC
解析(1)引发铝热反应的操作时在铝热剂上铺KClO3，插镁条并将其点燃；滴加硫氰化钾显红色，说明溶液中含有铁离子，可能是生成的红热的铁在掉落到蒸发皿过程中表面被空气氧化为Fe3O4 ；铁和铝混合物中只有铝能和氢氧化钠反应，所以选用NaOH溶液,铝和氢氧化钠反应生成偏铝酸钠和氢气，离子方程式为2Al+2OH−+2H2O===2
2
AlO-+3H2↑。

(2)反应方程式为8Al+3Fe3O4高温
4Al2O3+9Fe，因为铝升高3价，所以每摩尔铝反应转移电子数为3N A。

(3)铝的活动性在铜和锰之前，可以置换出铜和锰，所以选AC。

变式强化
1．下列化学方程式，能用于工业上冶炼金属镁的是() A．2Na＋MgCl2=2NaCl＋Mg
B．MgCl2(熔融)电解Mg＋Cl2↑
C．2MgO 高温
2Mg＋O2↑
D．MgO＋H2高温
Mg＋H2O
【答案】B
【解析】A．钠的金属性强于镁，但钠比镁贵重，工业操作要求经济价值较高，所以工业上不通过反应
2Na+MgCl2＝2NaCl+Mg冶炼金属镁，A选项错误；
B．镁是活泼的金属，工业上通过电解熔融的氯化镁冶炼：MgCl2(熔融)电解Mg+Cl2↑，B选项正确；C．氧化镁很稳定，高温很难分解，C选项错误；
D．氢气不能从氧化镁中置换出单质镁，D选项错误；
答案选B。

2．某研究性学习小组对铝热反应实验展开研究，对“铝热反应”的现象有这样的描述：“反应放出大量的热，并发出耀眼的光芒”“纸漏斗的下部被烧穿，有熔融物落入沙中”。

已知Al、Al2O3、Fe、Fe2O3的熔、沸点数据如下表：
物质Al Al2O3Fe Fe2O3
熔点/℃660 2 054 1 535 1 565
沸点/℃ 2 467 2 980 2 750 ……
(1)某同学推测，铝热反应所得到的熔融物可能是铁铝合金。

理由是_______________________。

(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。

该实验用的试剂是________，
反应的离子方程式是_______________。

(3)实验室欲溶解该熔融物，下列试剂中最好选用________(填字母)。

A．浓硫酸B．稀硫酸C．稀硝酸D．浓硝酸E．氢氧化钠溶液
【答案】(1)铝热反应放出大量的热，能使铁熔化，而铝的熔点比铁低，故熔融物可能是液态的铁铝熔合形成的合金
AlO +3H2↑
(2)NaOH溶液2Al+2H2O+2OH−===2
2
(3)B
【解析】(1)根据表中所列熔点数据，可知铝的熔点低于铁的熔点，故当铁熔化时，适当的铝与铁熔合在一起形成铝铁合金。

(2)要证明铁铝合金中有铝，选择NaOH溶液。

(3)要溶解铁铝合金，选择稀H2SO4为宜，因为浓H2SO4、浓HNO3使Fe、Al钝化，与稀HNO3的反应产生氮氧化物污染环境，NaOH溶液不溶解铁。