人教版高中化学第二册必修金属的冶炼

金属的冶炼

●教学目的要求

1、使学生了解金属冶炼的一般原理。

2、常识性介绍金属回收的重要意义，树立资源保护意识。

●教学重点、难点：

教学重点：金属冶炼的一般原理。

教学难点：不同金属的不同冶炼方法。

．教学过程

引导学生浏览网站中“我国古代冶金技术”；“常见的金属矿石”两部分内容，提出，我国古代的冶金技术已经达到很高的水平，比如大家看到的精美的青铜器就是一个例证。

提出问题：金属在自然界存在有游离态也有化合态，那么如何从化合态的矿石中的金属冶炼出来呢？这就是本节课我们要一起来学习和探讨的内容。

一：金属的冶炼

1．提出问题让学生思考：

（1）你能否给金属的冶炼下一个定义？

（2）金属冶炼的原理是什么？

（3）金属冶炼一般要经过那几个步骤？

（4）金属冶炼有哪些方法？你们觉得金属活动顺序与金属冶炼方法有没有联系呢？如果有，有什么规律吗？

（5）在热还原法中还原剂通常是与金属氧化物反应，如果矿石不是氧化物而是硫化物或碳酸盐时，怎么办？

（6）用焦炭和氢气作为还原剂有什么区别（优缺点），如果要冶炼纯度很高的金属一般要选用什么还原剂？用Al作为还原剂一般用于冶炼哪些金属？

2．引导学生进行学习，并提供适当帮助和指导，对学生学习中碰到的问题，作个别辅导。14

对典型的问题答案进行展示：

问题（4）：通常将矿石在空气中煅烧成氧化物，再用还原剂还原

如用硫铁矿炼铁：

4FeS2+11O22O3＋8SO2Fe2O3＋2

金属冶炼的一般规律：

K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb (H) Cu Hg Ag Pt Au

电解法热还原法热分解法物理提取法

1.直接加热法

2HgO2Hg+O2↑

2.还原法

(1)H2还原法WO3+3H高温W+3H2O

(2)C,CO还原法

这种方法应用最多Fe2O3+3CO高温2Fe+3CO22ZnS+3O高温2ZnO+2SO2 ZnO+C高温Zn+CO↑ZnO+CO高温Zn+CO2PbCO高温PbO+CO2↑

PbO+CO高温Pb+CO2

(3)Na,Mg,Al还原法

Na+KCl高温NaCl+K(其它象Rb,Cs等都用此法生产)

4Na+TiCl高温4NaCl+Ti 4Mg+TiCl高温2MgCl2+Ti

10Al+3V2O高温5Al2O3+6V

Al还可还原Co,Cr,Mn等难熔金属

3.电解法(最强的氧化还原方法)

电解法冶炼四种金属,即Na,Mg,Al,Ca

Na,Ca是共同生产的

2NaC2↑MgCl2↑2Al2O2↑

ZnCO3＋CO2↑ZnO＋＋CO2↑

[例1]关于金属元素在自然界存在的情况的叙述中，正确的是（）

A．金属元素仅存在于矿物中。

B．金属元素存在于矿物和动物体內，但植物体內不含。 15

C．少数金属元素以游离态存在，大多数金属元素以化合态存在。

D．金属元素不仅存在矿物中，动物和植物体內也存在少量金属元素。

[分析] 金属在自然界的分布很广，无论是矿物，还是动植物体內，或多或少地都含有金属元素。这些金属元素除了少数化学性质不活泼以游离态存在外，大多数化学性质较活泼的金属，

在自然界以化合态存在。故选C 、D。

[例2] 下列化学方程式，能用于工业上冶炼金属镁的是（）

A．2Na + MgCl

2 2NaCl + Mg B．MgCl

2

(熔化) Mg+ Cl

2

↑

C．2MgO2Mg + O

2

↑ D．MgO + C Mg + CO ↑

[分析] 工业上冶炼镁不能用比镁还昂贵的钠作原料去还原MgCl2，可采用电解MgCl2 (熔化)的方法。若用氧化镁为原料，也不能采用高温分解法，因为镁属于活泼金属，其氧化物熔点很高（2800℃）。可用焦炭在高温下去还原氧化镁而得到镁。故选 B 、D。