高中化学全套学案第三章金属的冶炼

第三章几种重要的金属

第六讲金属的冶炼

【考纲要求】

1.常识性了解金属在自然界中的分布、存在形态以及储量；

2.了解金属冶炼的一般原理及步骤,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.常识性了解金属回收与环境资源保护的意义；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.

1

(6)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．金属冶炼的常见方法

（１）热分解法：

请写出中学化学中常见的用此法制取某些金属的化学方程式

（２）热还原法：

对于多数金属的冶炼，常用的还原剂如焦碳、一氧化碳、氢气和活泼金属加热反应的方法。如：

Fe2O3+ C =

CuO + CO =

WO3+ H2=

MnO2 + Al =

(3) 电解法:

在金属活动顺序表中, 等金属的还原性很强,这些金属都很容易失电子,因此不能用一般的方法和还原剂使其从化合物中还原出来,只能用电解其和的方法来冶炼.如(请用相关的化学方程式举例:说明)

【例题解析】

[例1]（02春招-31）Fe是地壳中含量很丰富的元素，也是生物体所必需的元素。

（1）自然界中铁矿石主要有赤铁矿和磁铁矿，金属铁是在高炉中冶炼的，高炉炼铁除了加入铁矿石外，还需加入焦炭和石灰石。请填空：

①写出磁铁矿主要成分的化学式：。

②写出赤铁矿被还原成铁的化学方程式：。

③写出焦炭在高炉中参与反应的两个化学方程式：

。

④写出CaCO3所参与反应的两个化学方程式：。

解题思路: 。

易错点: 。

[例2]（01上海-31）．已知Fe2O3在高炉中有下列反应

Fe2O3＋CO→2FeO＋CO2

反应形成的固体混和物（Fe2O3、FeO）中，元素铁和氧的质量比用m Fe︰m O表示。

（1）上述固体混和物中，m Fe︰m O不可能是（选填a、b、c多选扣分）（a）21︰9 （b）21︰7.5 （c）21︰6

（2）若m Fe︰m O＝21︰8，计算Fe2O3被CO还原的百分率

（3）设Fe2O3被CO还原的百分率为A％，则A％和混和物中m Fe︰m O的关系式为（用含m Fe、m O的代数式表示）。

A％＝

请在下图中画出A%和m Fe/m O关系的图形。

（4）如果Fe2O3和CO的反应分两步进行：

3Fe2O3＋CO→2Fe3O4＋CO2

Fe3O4＋CO→3FeO＋CO2

试分析反应形成的固体混和物可能的组成及相应的m Fe︰m O（令m Fe︰m O＝21︰a，写出a的取值范围）。将结果填入下表。

混和物组成（用化学式表

示）

a的取值范围

解题思路: 。

易错点: 。

【考题再现】

1.（02测试15）．铁是自然界分布最广的金属元素之一，在地壳中的质量约占5%左右。

铁矿石的种类很多，重要的有磁铁矿石（主要成分是Fe3O4）、赤铁矿石（主要成分是Fe2O3）等。

（1）写出赤铁矿炼铁的主要化学方程式：；（2）红热的铁能跟水蒸气反应，有一种产物是可燃性气体，则其反应式为：；

在常温下，铁跟水不起反应。但是，在水和空气里的氧气及二氧化碳等的共同作用下，铁很容易生锈而被腐蚀，每年因腐蚀而损失的钢材占世界钢铁年产量的四分之一。刷油漆是重要的防腐蚀措施之一，油漆防腐蚀的主要原理是。（3）铁元素是人体的重要营养元素，举一例说明铁元素在人体中的重要作用：。

思维方法: 。

展望高考:

2.（04广东-20）．海水的综合利用可以制备金属镁，其流程如下图所示：

（1）若在空气中加热MgCl2·6H2O，生成的是Mg(OH)Cl或MgO，写出相应反应的化学方程式。

用电解法制取金属镁时，需要无水氯化镁。在干燥的HCl 气流中加热MgCl 2·6H 2O 时，能得到无水MgCl 2，其原因是

（2）Mg(OH)2沉淀中混有的Ca(OH)2应怎样除去？写出实验步骤。

（3）实验室里将粗盐制成精盐的过程中，在溶解、过滤、蒸发三个步骤的操作中都

要用到玻璃棒，分别说明在这三种情况下使用玻璃棒的目的；

溶解时： 。过滤时： 。蒸发

时： 。

思维方法: 。

展望高考:

3.（04广东-26）孔雀石和石青是自然界存在的两种碳酸盐类铜矿，它们的化学组成

可表示为：

x CuCO 3·y Cu(OH)2(x 、y 为正整数且2,2≤≤y x )

（1）孔雀石和石青分别与过量盐酸反应时，孔雀石耗用的盐酸的物质的量与生成的

CO 2的物质的量之比为4：1；石青则为3：1。请推算它们的化学组成。

孔雀石： ；石青： 。

（2）现有孔雀石和石青混合样品，取两份等质量的样品，在一份中加入过量盐

酸，生成CO 23.36L （标准状况下）；加热另一份样品使其完全分解，得到CuO 20g ，

试通过计算确定该混合物中孔雀石和石青的物质的量之比。

思维方法: 。

展望高考:

【巩固练习】

课堂反馈

1．在铁粉中加入稀HNO 3，当反应完全后，尚残留少量铁粉，则溶液中含量较大的阳

离子是（ ）

A ．Fe 2+

B ． Fe 3+

C ．H +和Fe 2+

D ．Fe 2+和Fe 3+

2．用含硫量较高的生铁来炼钢时，应采取的措施是（ ）

A ．加入较多的硅铁

B ．加入较多的焦炭

C ．使用较多的生石灰

D ．掺入含磷较高的废铜

3．下列叙述中，正确的是（ ）

A ．含金属元素的离子不一定都是阳离子

B ．在氧化还原反应中，非金属单质，一定是氧化剂

C ．是元素从化合态变为游离态时，该元素一定被还原

D ．金属阳离子被还原不一定得到金属单质

4．某金属单质跟一定浓度的硝酸反应，假定只产生单一的还原产物。当参加反应的

单质与被还原硝酸的物质的量之比为2∶ 1时，还原产物是（ ）

A ．N 2O

B ．NO

C ．NO 2

D ．N 2

5．制印刷电路时常用氯化铁溶液作为“腐蚀液”，发生的反应为2FeCl 3 + Cu = 2FeCl 2

+ CuCl 2。向盛有氯化铁溶液的烧杯中同时加入铁粉和铜粉，反应结束后，下列结果不

可能出现的是（ ）