高中化学 金属的冶炼方法化学方程式

金属的冶炼（铁的冶炼）

•金属冶炼：

金属冶炼是把金属从化合态变为游离态的过程

矿石

①工业上能用来提炼金属的矿物叫做矿石。

②常见的矿石赤铁矿(Fe2O3)、黄铁矿(FeS2)、褐铁矿(Fe2O3·xH2O)、水铝石

(Al2O3·H2O)、菱铁矿(主要成分是FeCO3)、磁铁矿(Fe3O4)、方铅矿(PbS)、孔雀石[Cu2(OH)2CO3]、赤铜矿(Cu2O)、铝土矿(主要成分是Al2O3)、黄铜矿(主要成分是CuFeS2)、辉铜矿(主要成分是Cu2S)。

•铁的冶炼

①原理：把铁矿石冶炼成铁是一个复杂的过程，其主要的反应原理是：

在高温下，利用还原剂一氧化碳把铁从铁矿石里还原出来，其反应的化学方程式是：Fe2O3+3CO2Fe+3CO2

②炼铁的原料及作用：

铁矿石：提供原料

焦炭：提供能量，产生还原剂

石灰石：将矿石中的二氧化硅转变为炉渣。

③设备：高炉

④高炉内有关反应：

a.产生CO提供能量：C+O2CO2；CO2+C2CO

b.在高温下用CO将Fe从Fe2O3中还原出来：3CO+ Fe2O32Fe + 3CO2

c.用石灰石将矿石中的SiO2转变为炉渣除去。

CaCO3CaO+CO2↑，CaO+SiO2CaSiO3

⑤产品：生铁

•炼铁高炉中出铁口低于出渣口的原因：

炼铁高炉中出铁口与出渣口的高低取决于铁水和炉渣的密度〔铁水的密度大于炉渣的密度)。

•金属的冶炼方法：

①热分解法(适用于Hg,Ag不活泼的金属的冶炼，加热使其氧化物分解) 如:

2HgO=Hg+O2↑

②热还原法(适用于金属活动性顺序表中，Zn- Cu金属的冶炼)

a.用H2作还原剂(优点:制得金属纯度高，污染小) 如:Fe3O4+4H23Fe+4H2O

b.用焦炭、一氧化碳作还原剂(易混入杂质，污染大气，适合工业化大规模生产)

如:

炼铁的反应方程式为Fe2O3+3CO2Fe +3CO2

炼锌的反应万程式为2ZnO+C2Zn+CO2↑

c.用Al作还原剂(铝热剂用来焊接铁轨) 如:

8Al+3Fe3O49Fe+4Al2O3

d.电解法(适用于活泼金属Na,Mg等的冶炼) 如:

2NaCl(熔融)2Na+Cl2↑；MgCl2(熔融)Mg+Cl2↑

e.湿法冶金(从溶液中通过化学反应来获取金属) 如:

Fe+CuSO4==Cu+FeSO4