金属的提取

+ 3 O2
11.4 從礦石中提取金屬
19
正電極 (+) (碳)
喉管插孔
圖11.6 電解鋁土礦。
11.4 從礦石中提取金屬
熔融氧化鋁 及冰晶石
負電極 (-) 熔融鋁
20
鈉金屬亦可透過類似的過程來提取，方法是電解熔融氯化鈉。 不同金屬要以不同的方法來提取。
11.4 從礦石中提取金屬
21
11.5 金屬的發現
11.1 金屬的廣泛用途
圖11.1 金屬的用途非常廣泛。
11.1 金屬的廣泛用途
1
圖11.1 金屬的用途非常廣泛。
11.1 金屬的廣泛用途
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P.3 討論區
2.就每件物品，說明其採用的金屬具甚麼性質，令它適合作此用途。
物品 汽水罐
採用的金屬
令這金屬合作此用途的性質
電線
柵欄
飾物
燈絲
窗框
3
一些金屬的用途及其相關性質
11.6 保護金屬資源
30
金
11 年
鋅
24 年
錫
27 年
鉛
30 年
銅
47 年
鐵
155 年
鋁
400 年
0
100
200
圖11.9 數種金屬可供開採的年期。
11.6 保護金屬資源
保護金屬資源 是刻不容緩的!
公元前 4 000 – 3 000 年
公元前 3 000 – 1 000 年
公元前 1 000 年至現在
用來製造工具和武器的物料 石頭和動物的骸骨 銅 銅和錫的混合物 鐵
表11.3 人類歷史的不同時代。
11.5 金屬的發現
24
影響金屬的發現及用途的因素 地殼的成份
地殼是由許多物質組成的混合物。
11.5 金屬的發現
把金屬礦石加熱
一些不活潑的金屬可單靠烤焙 (加熱) 礦石來提取。
例如︰
銀汞
11.4 從礦石中提取金屬
13
以強烈加熱來分解氧化銀，並測試釋出的氣體是否氧氣。
11.4 從礦石中提取金屬
14
硬玻璃試管
帶火星的木條
金屬氧化物
加熱
圖11.5 把金屬氧化物強烈加熱，並測試釋出的氣體。若釋出的是氧氣，帶火星的 木條會復燃。
使用原因 輕但非常堅固、抗腐蝕性非常強、可展
金
首飾、硬幣
防熱、防陽光和 防輻射罩
汞
溫度計
具有悅目的金黃光澤、抗腐蝕性極強 (故永 遠保持光澤)、延展性最佳、純淨時頗柔軟 極佳的反射質素
室溫時呈液態、受熱時膨脹、不會弄濕管壁
銀
首飾、硬幣
具有悅目的銀色光澤、抗腐蝕能力強、可延 展、中度柔軟
電器或電子元件
2 Fe2O3 +3 C
4 Fe + 3 CO2
11.4 從礦石中提取金屬
17
以電解提取金屬
電解時，先要熔化純淨的礦石，然後通電把金屬從礦石中分 離出來。
鋁是一活潑的金屬，因此可利用電解把它從礦石中提取出來。
11.4 從礦石中提取金屬
18
過程中發生的整體反應如下︰
電解
氧化鋁
鋁+氧
2 Al2O3 4 Al
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地殼中各元素 存量的質量百 分比。
11.5 金屬的發現
26
地殼中的金屬存量
金和銀在地殼 的存量都很低
11.5 金屬的發現
這兩種金屬 的使用並不
廣泛
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提取金屬的難易程度
鋁是地殼中存量最豐富的金屬。 鐵較鋁更早被發現和使用。 雖然鐵在地殼的存量較鋁低，但由於鐵較容易從礦石中提取， 故鐵比起鋁較被廣泛使用。
11.3 金屬礦石
7
鋁土礦
黃銅礦
圖 11.2 (左) 鋁土礦 鋁的主要礦石，當中大部分是氧化鋁Al2O3。 圖 11.2 (右) 黃銅礦 銅的主要礦石，當中大部分是CuFeS2。
11.3 金屬礦石
8
赤鐵礦
方鉛礦
圖 11.2 (左) 赤鐵礦 鐵的主要礦石，當中大部分是氧化鐵(III) Fe2O3。 圖 11.2 (右) 方鉛礦 鉛的主要礦石，當中大部分是硫化鉛(II) PbS。
11.4 從礦石中提取金屬
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氧化銀
銀+氧
2 Ag2O
4 Ag + O2
11.4 從礦石中提取金屬
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把金屬礦石與碳一起加熱 從鐵的礦石 赤鐵礦 (Fe2O3) 中提取鐵
碳在高溫下把氧化鐵(III) 轉化為鐵。在過程中，碳會除去氧化 鐵(III) 中的氧。
氧化鐵(III) + 碳 鐵 + 二氧化碳
最佳的導電體、可延展、抗腐蝕能力強
表11.1(續) 一些金屬的用途及其相關性質。
11.2 一些金屬的用途及其相關性質
6
11.3 金屬礦石
大部分金屬由於過度活潑，故它們不會在地上以元素狀態獨 立存在，它們會與其他元素結合成化合物，這些化合物稱為 礦石。 礦石通常是金屬的氧化物、碳酸鹽或硫化物。
少數金屬 (如金和鉑) 活潑性極低，它們會在地球上以純淨金 屬的自由態獨立存在。
數千年以前人類已開始使用金屬，從金屬礦石中提取金屬自 遠古以來一直是人類一項重要的活動。 青銅器時代之所以有此名，是由於這段時期大部分工具和武 器都是青銅製的。
11.5 金屬的發現
22
圖11.7 青銅器皿。
11.5 金屬的發現
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時代 石器時代 銅器時代 青銅器時代 鐵器時代
年份
公元前 2 500 000 – 4 000年
11.3 金屬礦石
9
圖11.3 金天然地存在。淘金樂趣無窮且是一門生意。
11.3 金屬礦石
10
11.4 從礦石中提取金屬 提取方法
從礦石中獲取金屬的過程稱為提取。
11.4 從礦石中提取金屬
11
活潑序
鉀 鈉 鈣 鎂 鋁 鋅 鐵 鉛 銅 汞 銀 金
電解
碳還原法 直接加熱 物理方法
難提取 易提取
12
11.5 金屬的發現
28
影響金屬存量的因素
金屬的供應主要視乎︰ (1) 金屬在地殼中的存量 (2) 開採金屬礦石的難易程度和成本 (3) 從礦石中提取金屬的難易程度和成本
11百度文库5 金屬的發現
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11.6 保護金屬資源 保護金屬資源的重要性
在地殼中，礦石 (金屬的主要來源) 是有限且不可更新 的。
下表列舉了一些常見金屬的用途。你會發現金屬的用途與它 們的性質有密切的關係。
11.2 一些金屬的用途及其相關性質
4
金屬 鐵
用途 建築、運輸
使用原因 堅硬、堅固、可延展；廉宜
磁石
銅
電線
磁性 極佳的導電體、非常可延、抗腐蝕性
水管 煮食器具
無毒、堅固、可延展、抗腐蝕性 極佳的導熱體、無毒、堅固、可展、抗腐蝕性
鋁
架空電纜
極佳的導電體、低密度、可延；較銅廉宜
飛機機身 煮食鍋、鋁箔
輕而堅固、抗腐蝕性、非常可展 極佳的導熱體、無毒、抗腐蝕性、非常可展
汽水罐
無毒、低密度 (易於攜帶)、抗腐蝕性、非常可展
窗框
抗腐蝕性、堅固
表11.1 一些金屬的用途及其相關性質。
11.2 一些金屬的用途及其相關性質
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金屬 鈦
用途 超音速飛機