金属材料与金属的冶炼
I.课标要求
1．了解合金的定义，了解合金的优良性能；了解铜合金、铝合金、铁合金等金属材料的基础知识；
2．了解金属冶炼的基本方法； 3．初步学会正确地选用金属材料。 II.考纲要求
1．了解科学、技术、社会的相互关系（如化学与生活、材料、能源、不幸、生命过程、信息技术的关系等）。
2．了解常见金属及其重要化合物的主要性质及其应用。 Ⅲ.教材精讲
1．
合金：两种或两种以上的金属（或金属与非金属）熔合而成的具有金属特性
的物质。合金的性能一般优于纯金属。
金属材料
2． 重要的金属材料：
（1） 铜合金：我国使用最早的合金。包括青铜（由铜、锡、铅组成）；黄铜（含铜、锌及少量的锡、铅、铝）；白铜（含铜、镍、锌及少量的锰）
（2） 钢：用量最大、用途最广的合金。可分为两大类：碳素钢和合金钢
碳素钢：铁和碳的合金。又分为低碳钢（含碳量低于0.3%）,中碳钢（含碳量为0.3%~0.6%）和高碳钢（含碳量高于0.6%）。
合金钢：在碳素钢中加入铬、锰、钨、镍、钼、钴、硅等合金元素。 （3） 铝合金：
镁铝合金：含镁量为10%~30%，强度和硬度都比纯铝和纯镁的大，主要用于火箭、飞机、轮船等制造业。
硬铝：含铜、镁、锰、硅的铝合金，强度和硬度都比纯铝的大，主要用于火箭，飞机、轮船等制造业及日常生活中。
（4）其它几种有色金属材料：
金：金是质地柔软的黄色金属，有极高的抗腐蚀性，优良的导热性和导电性，在电子工业上有广泛的用途。
银：银是具有金属光泽，质地柔软的银白色金属，具有良好的延展性、导电性和导热性，另银在有机合成、能源开发、材料制造方面应用很广。
3．金属的冶炼：
（1）原理：金属冶炼的实质是用还原的方法使金属化合物中的金属离子得到电子变成金属单质。
（2）步骤：
a.富集矿石：除杂质，提高矿石中有用成分的含量。
b.冶炼：利用氧化还原反应原理，在一定条件下，用还原剂把金属离子还原成金属单质。
c.精炼：采用一定方法，提炼纯金属。
（3）方法
a。热分解法
适用于冶炼金属活动性较差的金属。
b．热还原法
用还原剂（C、CO、H2、Al等）还原金属氧化物，适合于金属活动性介于Mg~Cu之间的大多数金属的冶炼。
c．电解法
适用于冶炼金属活动性很强的金属。
IV.典型例题
例1．铝镁合金因坚固、轻巧、美观、洁净、易于加工而成为新型建筑装潢材料，主要用于窗框、卷帘门等。下列与这些用途无关的性质是（） A．不易生锈 B．导电性好 C．密度小 D．强度高
【解析】此题考察金属材料—镁铝合金的物理性质，要善于把生活中的用途和物质的物理性质联系起来，如强度高---说明坚硬耐用；密度小---说明轻巧；不易生锈---说明洁净美观；导电性好---说明可用做电线等。综合上述，B项与这些用途无关。
【答案】B
例2．近年来，科学家在探索利用铝粉作燃料的可能性，期望铝能成为一种石油的取代物。假如铝作为一种普遍使用的新型能源被开发利用，关于其有利因素的下列说法，你认为哪项是错误的（）
A．铝质轻，便于运输、贮存，且安全
B．铝燃烧时放出的热量大，且燃烧后新产物对环境的污染容易得到有效的控制
C．在地球上，铝矿资源丰富
D．现代电解冶铝的工业技术已为铝作为新能源奠定了重要基础
【解析】现代电解冶铝的工业生产中耗电量很大，这是制约铝成为能源的重要因素。
【答案】D
例3．将铁粉、铜粉、FeCl3溶液、FeCl2溶液、CuCl2溶液一起放进烧杯内，在下列情况中，指出有哪些阳离子（不考虑阴离子）或金属单质同时存在：
（1）充分反应后，有Fe剩余，则还有______________________.
（2）若除Cu2+外，还有相当量的Fe3+，则还有______________________.
（3）若除Cu2+外，还剩余相当量的Cu，则还有_____________________.
【解析】(1)铁能把溶液中的Fe3+和Cu2+还原为Fe2+和Cu，所以当有Fe剩余时溶液中不可能存在Fe3+和Cu2+；；（2）因溶液中有Cu2+和Fe3+,所以不存在金属铁与铜；（3）Cu能把Fe3+还原为Fe2+，现有相当量的Cu，说明没有Fe3+，有Cu2+存在说明没有金属铁。
【答案】（1）Fe2+和Cu；（2）Fe2+（3）Fe2+
例4．根据下列金属的熔沸点判断：
其中不能形成合金的是（）
A、铜和钠
B、铁和铜
C、铁和钠
D、铝和钠
【解析】合金是金属在熔化状态时相互熔合而成的，熔化时的温度需达到两种金属中最高金属的熔点，但又不能超出成分金属中的最低沸点温度。
【答案】A C
V．跟踪训练
一、选择题（下列各题均只有一个合理答案，多填无效）
1.铝在人体中积累可使人慢性中毒，1989年世界卫生组织正式将铝确定为“食品污染源之一”而加以控制。铝在下列场合须加以控制的是
①制铝锭②制易拉罐③制电线、电缆④制牙膏皮⑤用明矾净水⑥制炊具⑦用明矾和苏打作食物膨化剂⑧用氢氧化铝制成药片治胃病⑨制防锈油漆
A．②④⑤⑥⑦⑧ B．②⑤⑥⑦⑨
C．①②④⑤⑥⑦⑧ D．③④⑤⑥⑦⑧
2.下列说法中不正确的是
A．人类历史上使用最早的合金是青铜
B．目前世界上使用量最大的合金是铝合金
C．目前世界上用途最广的合金是钢
D．司母戊鼎是我国目前已发现的最生的青铜器
3．下列各组金属最适合用H2和CO把它从化合物中还原出来的是
A．钙、镁 B．铝、铁 C．铁、铜 D．汞、银
4．合金有许多特点，如Na-K合金为液体，而Na和K的单质均为固体，据此试推测生铁、纯铁、碳三种物质中，熔点最低的是
A．纯铁 B．生铁 C．碳 D．无法确定
5．下列属于合金的是
A．铁锈 B．铜绿 C．硬铝 D．黄金
6．铝热剂中铝的作用是
A．催化剂 B．氧化剂 C．还原剂 D．填充剂
7．下列各种金属的冶炼方法中，可以得到相应的金属的是
A．加热Al2O3 B．加热CaCO3 C．电解熔融NaCl D．NaCl和铝粉共热
二、选择题（下列各题有1～2个答案，）
8. 金属冶炼的目的是
A．把金属化合物还原成金属单质 B．除去金属中的杂质
C．把金属变成氧化物 D．把化学能转变成电能
9．随着人们生活节奏的加快，方便的小包装食品已被广泛接受。为了延长食品的保持期，
防止食品受潮及富脂食品变质，在包装袋中应放入的化学物质是
A．无水硫酸铜、蔗糖 B．硅胶、硫酸亚铁
C．食盐、硫酸亚铁 D．生石灰、食盐
10．合金是不同种金属（也包括金属和非金属）在熔化状态下形成的一种具有金属特性的熔合物，下表中难与表中其他金属形成二元合金的元素是
A．Fe和Zn B．Cu和Ag C．Au和Cu D．Zn和W
11．（2020年高考广东综合题22）钛(Ti)被称为继铁、铝之后的第三金属。以TiO2制取Ti 的主要反应有：
高温高温
①TiO2+2C+2Cl2===TiCl4+2CO ②TiCl4+2Mg===2MgCl2+Ti
下列叙述正确的是
A.反应①是置换反应
B.反应②是置换反应
C.反应①中TiO2是氧化剂
D.反应②金属Mg是还原剂
12．（2020年高考广东化学试题4）某金属氧化物在光照下可生成具有很强氧化能力的物质，
能用来消除空气或水体中的污染物。下列有关该金属氧化物的应用的叙述不正确
．．．的是 A．将形成酸雨的SO2氧化为SO3
B．将家居装修挥发出的甲醛氧化为CO2和H2O
C．将医药废水中的苯酚氧化成H2O和CO2
D．将电镀废水中的氰根离子CN-氧化成CO2和N2
13．（2020年高考广东化学试题18）背景材料：①2020年夏季，特氟隆不粘锅事件引起公众关注；②2020年冬季，诺贝尔化学奖授予研究蛋白质的科学家；③2020年初春，广东大部分地区进行人工降雨；④2020年春末，某高速公路发生液氯运输车翻倒泄露事故。下列相应说法正确的是
A、特氟隆（聚四氟乙烯）的单体是氟利昂
B 、蛋白质是由氨基酸形成的不可降解的高分子化合物，其水溶液有丁达尔现象
C 、AgI 和干冰都可用于人工降雨
D 、附近人员应迅速远离液氯泄露地点，并逆风往安全区域疏散
14．(2020年高考上海化学试题4)下列金属冶炼的反应原理，错误的是（ ）
A 、2NaCl(熔融) →通电
2Na + Cl 2↑
B 、MgO + H 2 →△
Mg + H 2O
C 、Fe 3O 4 + 4CO →高温
3Fe + 4CO 2
D 、2HgO →△ 2Hg + O 2
↑ 15、下列几种合金硬度最大的是（ ）
A ．生铁
B ．低碳钢
C ．中碳钢
D ．高碳钢 三、填空：
16、古代的药金与金相似，常被误认为金子，冶炼的方法如下：将碳酸锌、赤铜（Cu2O ）、木炭混合加热到800℃，得到金光闪闪的“药金”。 （1）冶炼的化学方程式____________________________ （2）药金的主要成分______________ 四、实验题：
17．（2020年高考广东化学试题20）
氧化铜有多种用途，如用作玻璃着色剂、油类脱硫剂等。为获得纯净的氧化铜以探究其性质，某同学用工业硫酸铜(含硫酸亚铁等杂质)进行如下实验：
⑴制备氧化铜
工业CuSO 4 CuSO 4溶液 CuSO 4·5H 2O …… CuO ①步骤I 的目的是除不溶性杂质。操作是 。
②步骤Ⅱ的目的是除铁。操作是：滴加H 2O 2溶液，稍加热；当Fe 2+
转化完全后，慢慢加
入C u 2(O H )2C O 3粉末，搅拌，以控制溶液pH=3.5；加热煮沸一段时间，过滤，用稀硫酸酸化滤液至pH=1。控制溶液pH=3.5的原因是 。
③步骤Ⅲ的目的是得到CuSO 4·5H 2O 晶体。操作是 ，过滤，水
浴加热烘干。水浴加热的特点是 。 ⑵探究氧化铜的性质
①取A 、B 两支试管，往A 中先加入适量CuO 粉末，再分别向A 和B 中加入等体积的
3%H 2O 2溶液，只观察到A 中有大量气泡。结论是 。
②为探究试管A 中反应的速率，收集气体并测定其体积必需的实验仪器有：
I Ⅱ Ⅲ
。 18、（2020年高考上海化学试题27）
硫酸铁（PFS ）是一种新型高效的无机高分子絮凝剂，广泛用于水的处理。用铁的氧化物为原料来制取聚合硫酸猴，为控制水解时Fe 3+
的浓度，防止生成氢氧化铁沉淀，原料中的Fe 3+
必须先还原为Fe 2+
。实验步骤如下：
（1）用98%的硫酸配制28%的硫酸，所需的玻璃仪器除量筒外，还有 。
(a) 容量瓶
(b) 烧杯
(c) 烧瓶 （2）步骤II 取样分析溶液中的Fe 2+
、Fe 3+
的含量，目的是
。
(a) 控制溶液中Fe 2+
与Fe 3+
含量比 (b) 确定下一步还原所需铁的量 (c) 确定氧化Fe 2+
所需NaClO 3的量
(d) 确保铁的氧化物酸溶完全
（3）用NaClO 3氧化时反应方程式如下：
6FeSO 4 + NaClO 3 + 3H 2SO 4 → 3Fe 2(SO 4)3 + NaCl + 3H 2O
若改用HNO 3氧化，则反应方程式如下
6FeSO 4 + 2HNO 3 + 3H 2SO 4 → 3Fe 2(SO 4)3 + NO↑ + 4H 2O
已知1mol HNO 3价格0.16元、1mol NaClO 3价格0.45元，评价用HNO 3代替NaClO 3作氧化剂的得弊，利是 ，弊是
。
聚合硫酸铁溶液中SO 42
ˉ与Fe 3+
物质的量之比不是3:2。根据下列供选择的试剂和基本操作，测定聚合硫酸铁产品溶液中SO 42
ˉ与Fe 3+
物质的量之比。 （4）测定时所需的试剂
。
(a) NaOH (b) FeSO 4
(c) BaCl 2
(d) NaClO 3
（5）需要测定
和
的质量（填写化合物的化学式）。
（6）选出测定过程中所需的基本操作
（按操作先后顺序列出）。 (a) 萃取、分液 (b) 过滤、洗涤
(c) 蒸发、结晶
(d) 冷却、称量
(e)烘干或灼烧
FeO Fe 2O 3 Fe 3O 4
产品
考点二十四“金属材料与金属的冶炼”参考答案
1、A
2、B
3、C
4、B
5、C
6、C
7、C
8、A
9、B
10、D 11、B、D 12、C 13、C、D 14、B 15、A
16、（1）C+ZnCO3+Cu2O = 2Cu+Zn+2CO2↑
（2）Cu和Zn
17、⑴①
答案：加适量水溶解，搅拌，过滤
②答案：使Fe3+可全部转化为Fe（OH）3沉淀，而Cu2+不会转化为C u(O H)2沉淀。
③
答案：将CuSO4·5H2O溶液加热蒸发至有晶膜出现时，停止加热。
受热均匀，温度易于控制在1000C以下。
⑵①
答案：CuO可加快H2O2分解的反应速率，是H2O2分解反应的催化剂。
②
答案：秒表、橡皮塞、导管、集气瓶、量筒。
18、
（1）b
（2）b、c
（3）利：原料成本较低弊：产生气体对大气有污染
（4）a、c
（5）Fe2O3、BaSO4
（6）b、e、d
工业上冶炼金属的一般方法 工业上的还原过程即称为冶炼，把金属从化合物还原成单质。由于金属的化学活泼性不同，要把金属还原成单质，需采取不同的冶炼方法，工业上提炼金属一般有下列几种方法： 一、热分解法 有一些金属仅用加热矿石的方法就可以得到。他们的化合物负值小，不稳定，易分解。在金属活动顺序中，在氢后面的金属其氧化物受热就容易分解，如:HgO和Ag2O加热发生下列分解反应： 2HgO==2Hg＋O2 2Ag2O=4Ag＋O2 将辰砂(硫化汞)加热也可以得到汞： HgS＋O2== Hg＋SO2 二、热还原法 大量的冶金过程属于这种方法。焦炭、一氧化碳、氢和活泼金属等都是良好的还原剂。1．用C 或CO作还原剂 (碳热还原法) SnO2＋2C===Sn＋2CO2 Fe2O3＋3CO==2Fe＋3CO2 反应若需要高温，常在高炉和电炉中进行。所以这种冶炼金属的方法又称为火法冶金， 例如 MgO＋C==Mg＋CO 如果矿石主要成分是碳酸盐，也可以用这种方法冶炼。因为一般重金属的碳酸盐受热时都能分解为氧化物，再用焦炭还原。 如矿石是硫化物，那么先在空气中锻烧，使它变成氧化物，再用焦炭还原，如从方铅矿提取铅： 2PbS＋3O2===2PbO＋2SO2 PbO＋C===Pb＋CO 碳热还原法的缺点：制得的金属中含有碳和碳化物，得不到较纯的金属。 2．氢热还原法 工业上要制取不含炭的金属常用氢还原法。
生成热较小的氧化物。例如，氧化铜、氧化铁等，容易被氢还原成金属。而具有很大生成热的氧化物，例如，氧化铝、氧化镁等，基本上不能被氢还原成金属。用高纯氢和纯的金属氧化物为原料，可以制得很纯的金属。如MO，W的制备 3．金属热还原法(金属置换法) 用一种较活泼的金属把另一种金属从其化合物中还原出来。选择哪一种金属做还原剂，除ΔG来判断外还要注意下几方面情况； (1)还原力强；(2)容易处理；(3)不和产品金属生成合金；(4)可以得到高纯度的金属；(5)其它产物容易和生成金属分离；(6)成本尽可能低，La还原性强于Mg、Al，但更多选Mg，Al 等等。 通常用铝、钙、镁、钠等做还原剂。 a. 铝是价廉的金属，生成氧化铝的反应是强烈的放热反应，可以用铝和许多金属氧化物反应，而不必额外给反应混合物加热。用铝从金属氧化物还原出金属的过程叫铝热法。(不足是可与多种金属形成合金，通常调节反应物配比，尽量使铝完全反应而不残留在生成的金属中。) Cr2O3＋Al=2Cr＋Al2O3 b.钙、镁一般不和各种金属生成合金，因此可用作钛、锆、铪、钒、铌、钽等氧化物的还原剂。 c. 有些金属氧化物很稳定，金属难被还原出来，可以用活泼金属还原金属卤化物来制备，如： TiCl4＋4Na===Ti＋4NaCl TiCl4＋2Mg===Ti＋2MgCl2 RECl3＋3Na=RE＋3NaCl (RE=稀土) 三、电解法 排在铝前面的几种活泼金属，不能用一般还原剂使它们从化合物中还原出来。这些金属用电解法制取最适宜，电解是最强的氧化还原手段。 电解法有水溶液电解（Al以后的金属）和熔盐电解法（Al,Mg,Ca,Na等）两种。 四、湿法冶金 如氰化性可用控制贵金属Ag，Au等。
第五章金属的冶炼与利用 1.常见的金属有哪些性质； 2.合金有哪些特点和用途； 3.金属冶炼的化学原理是什么； 4.金属防护和废旧金属回收有何意义。 本章，你还要完成一项基础实验：常见金属的性质 第一节金属的性质和利用 一、金属的性质 1．金属的物理性质 -----交流与讨论 ①为什么铁制锅铲要加上木柄或塑料柄？ ②银的导电性比铜好，一般情况下为什么不用银制造电线、电缆？ ③选择铸造硬币的金属材需要考虑哪些因素？ 2. 常见金属的化学性质 -------观察与思考 ①回忆描述镁在空气中燃烧，铁丝在氧气中燃烧的现象。 ②分别把镁条、铁片（或铁丝）、铝片（或铝丝）和铜片（或铜丝）的 表面用砂纸擦亮，然后按下表所列的项目进行实验，记录实验现象， 在加热的条件下，镁、铁、铜等很多金属都能化合生成金属氧化物。
4Al +3O 2== 2Al 2O 3 3Fe + 2 O 2 === Fe 3O 4 2Cu + O 2 ===== 2CuO -----活动与探究 1. 分别把镁条、铁片和铜片（或铜丝）的表面用砂纸擦亮，放入稀盐酸（或稀硫酸）中。观察实验现象。若能反应，写出反应的化学方程式。 2. 在试管中加入少量硫酸铜溶液，把2—3枚无锈的新钉浸入硫酸铜溶液 铜跟稀硫酸（或稀盐酸）不发生反应。 Mg + 2HCl === MgCl + H 2 ↑ Fe + 2HCl === FeCl 2 + H 2 ↑ 由一种单质跟一种化合物作用生成另一种单质和另一种化合物，这样的反应叫做置换反应。 镁、铁与盐酸反应的剧烈程度不同说明两种金属的活动性有差异。 ----我国西汉时期，在《淮南万毕术》一书中就写到“曾青得铁则化为铜”，意思是可溶性的铜的化合物与铁发生置换反应得到单质铜。 CuSO 4 + Fe ==== Cu + FeSO 4 -----联想与启示 在常温下，锌能与稀硫酸（或稀硫酸）发生置换反应生成氢气。氢气的密度 这一节主要涉及的金属有：镁、铁、铜、锌。它们都有哪些物理性质和化学性质。 它们能与两酸反应现象是怎样的，生成物是什么。属什么反应。 点燃 △
专题六镁、铝、铁、铜金属的冶炼 1.[高考组合改编题]下列说法中正确的有() ①[2017海南,7A]稀硫酸和铜粉反应可制备硫酸铜 ②[2017海南,7D]铝箔在氯气中燃烧可制备无水三氯化铝 ③[2017天津理综,4B改编]蒸发Al与稀盐酸反应后的溶液,可制备无水AlCl3 ④[2017天津理综,1B]用可溶性的铝盐和铁盐处理水中的悬浮物 ⑤[2017浙江4月选考,6D]氯化铁溶液可用于制作印刷铜电路板 ⑥[2017浙江4月选考,10D]金属镁失火不可用水来灭火 ⑦[2017全国卷Ⅱ,13A改编]向2 mL 0.1 mol?L-1的FeCl3溶液中加足量铁粉,振荡,看到黄色逐渐消失,加1滴KSCN溶液,溶液颜色不变,证明还原性:Fe>Fe2+ A.3个 B.4个 C.5个 D.6个 2.[高考组合题]下列离子方程式书写正确的是() A.[2017海南,6B]硫化亚铁与浓硫酸混合加热:2H++FeS H2S↑+Fe2+ B.[2017海南,6C]向硫酸铝溶液中滴加碳酸钠溶液:2Al3++3C O32-Al2(CO3)3↓ C.[2017浙江4月选考,13C]酸性氯化亚铁溶液中加入双氧水:2Fe2++H2O22Fe3++O2↑+2H+ D.[2016天津理综,4B]用氢氧化钠溶液除去镁粉中的杂质铝:2Al+2OH-+2H2O2Al O2-+3H2↑ 3.[2017浙江4月选考,24,2分]由硫铁矿烧渣(主要成分:Fe3O4、Fe2O3和FeO)得到绿矾(FeSO4·7H2O),再通过绿矾制备铁黄[FeO(OH)]的流程如下: 烧渣溶液绿矾铁黄 已知:FeS2和铁黄均难溶于水。 下列说法不正确的是() A.步骤①,最好用硫酸来溶解烧渣 B.步骤②,涉及的离子方程式为FeS2+14Fe3++8H2O15Fe2++2S O42-+16H+ C.步骤③,将溶液加热到有较多固体析出,再用余热将液体蒸干,可得纯净绿矾 D.步骤④,反应条件控制不当会使铁黄中混有Fe(OH)3 4.[2016全国卷Ⅲ,7,6分]化学在生活中有着广泛的应用,下列对应关系错误的是() 化学性质实际应用 A Al2(SO4)3和小苏打反应泡沫灭火器灭火 B 铁比铜金属性强FeCl3腐蚀Cu刻制印刷电路板 C 次氯酸盐具有氧化性漂白粉漂白织物 D HF与SiO2反应氢氟酸在玻璃器皿上刻蚀标记 5.[2015新课标全国卷Ⅰ,10,6分]下列实验中,对应的现象以及结论都正确且两者具有因果关系的是() 选项实验现象结论
冶炼金属的方法归纳 Document number：NOCG-YUNOO-BUYTT-UU986-1986UT
冶炼金属的方法归纳 王志荣 冶炼金属是从矿石中提取金属单质的过程，除物理方法外，金属的冶炼都是使金属从化合态转化为游离态的化学过程。根据金属的化学活动性不同，工业上冶炼金属一般有以下几种方法： 一. 物理方法 用于提取最不活泼的金属。Au、Pt等金属在自然界中主要以单质形式存在，可用物理方法分离得到。如“沙土淘金”就是利用水冲洗沙子，将沙土冲走，剩下密度很大的金砂，再进一步分离便可得到金属金（Au）。 二. 化学方法 绝大多数金属均用化学法提取。这些金属冶炼的本质是用还原剂使矿石发生还原反应（或加热使金属元素还原），具体有以下三种： 1. 电解法 该法适合冶炼金属活动性很强的金属，因为这类金属不能用一般的还原剂使其从化合物中还原出来，只能用通电分解其熔融盐或氧化物的方法来冶炼。 对于某些不活泼金属，如铜、银等，也常用电解其盐溶液的方法进行精炼。 如电解精炼铜，用硫酸铜（或氯化铜）溶液作为电解液，粗铜（含锌、铁、镍、银、金等杂质）铜板作为阳极，用纯铜薄钢板作为阴极。 总反应： 2. 热还原法 该法可冶炼较活泼的金属，碳、一氧化碳、氢气、活泼金属等是常用的还原剂。 （1）用碳作还原剂（火法冶金）（缺点：易混入杂质，污染大）
（2）氢气作还原剂（优点：得到的金属较纯，污染小，但价格较贵） （3）用一氧化碳作还原剂（缺点：有污染） （4）用比较活泼的金属作还原剂（缺点：易形成合金） （铝热反应） 3. 热分解法 有些金属仅用加热的方法就可以从矿石中得到，用该法可冶炼某些不活泼金属。 如工业上用焙烧辰砂矿（HgS）的方法制取汞： 受热分解均可得到Hg和Ag： 从矿石中提炼金属一般要经过三个步骤：（1）矿石的富集；（2）冶炼；（3）精炼。金属冶炼的方法与金属的活动性顺序有相关性，即：
第五章金属的冶炼和利用第一节金属的性质与利用一、金属的物理性质有金属光泽、常温下为大多数金属为银白色（铜为紫红色、金为黄色、铁粉为黑色）、 固体（汞为液体）、硬度大、熔沸点高、能导电导热、有延展性问题：黄铜和黄金外观很相似，你们可用哪些方法将它们鉴别出来？方法：测密度、硬度等（物理方法）火烧，变黑的为黄铜，不变色的为黄金。（化学方法）二、金属的化学性质）金属与氧气的反应（1 常温下，铝和氧气也能反应，在表面形成一层致密的氧化铝膜。在加热条件下，铁、铜等 很多金属都能跟氧气化合生成金属氧化物。活动与探究：在酒精灯火焰上加热铜丝，观察现象 现象：铜丝表面变黑△2CuO 2Cu+O＝2总结：实验表明：绝大多数金属能与氧气反应，但反应的难易程度不同和剧烈程度不同。△（化合反应）表达式：金属+氧气→金属氧化物 ①铝在常温下能与氧气反应，那么我们用的铝制餐具不易生锈而铁制品却容易生锈呢？②为何不宜用钢刷来擦洗铝制餐具呢？ 2）金属与酸（稀盐酸或稀硫酸）的反应（观察与思考：在试管中分别加入少量镁带、锌、铜片、铁，再分别加少量稀盐酸或稀硫酸，观察各组物质是否反应，有没有气泡，有没有放热现象，反应速度如何，完成反应方程式。Mg+2HCl=MgCl +H金属表面有气泡。 22Fe+2HCl=FeCl+H金属表面有气泡，溶液由无色变成浅绿色。 2 2 Zn+2HCl=ZnCl+H 22铁、镁、锌能和稀盐酸或稀硫酸反应时剧烈程度不同。____反应最剧烈,其次是_____，然后是_____ (3)由此推出，金属活动性顺序__________________ 小结：绝大数金属能与稀盐酸或稀硫酸反应，但反应的剧烈程度不同。 哪个反应最适合实验室制取氢气？为什么？ 金属＋酸→盐＋氢气（置换反应） （3）铁与硫酸铜的反应（金属与盐溶液的反应） 活动与探究：铁与硫酸铜的反应． 现象：铁钉表面有红色物质生成，溶液由蓝色变成浅绿色+Cu 化学方程式：Fe+CuSO=FeSO44拓展：铜与硝酸银溶液的反应、铝丝与硫酸铜溶液的反应) (置换反应金属＋盐溶液→新金属＋新盐 小结：金属的化学性质金属氧化物氧气+ +酸盐+氢气金属+盐溶液 新金属+新盐 金属与酸反应条件：1、金属为活泼金属2、酸为稀盐酸和稀硫酸 金属与盐溶液的反应条件：1、（金属符合）前换后2、反应物盐要可溶 三、金属活动性顺序 K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb (H) Cu Hg Ag Pt Au 活泼金属不活泼金属 强金属活动性顺序弱 1、在金属活动顺序表中，只有排在氢前面的金属才能置换出酸中的氢 2、在金属活动顺序表中，排在前面的金属能把排在后面的金属从溶液中置换出来 现学现用：工人在切割钢板时，常用硫酸铜溶液画线你知道为什么？ 四、置换反应
2020年高考化学金属及其化合物复习专题卷（附答案） 一、单选题 1.下列关于物质用途的叙述中，不正确的是（） A. 钾钠合金呈液态，可做快中子反应堆的导热剂 B. 硅酸钠俗称“水玻璃”，是制造水泥的原料 C. 硅是太阳能电池的常用材料 D. 氧化镁的熔点高达2800℃，是优质的耐高温材料 2.结合元素周期律，根据下列事实所得推测不合理的是（） A. A B. B C. C D. D 3.根据如图实验所得推论不合理的是（） 已知：苯酚的熔点为43℃ A. 试管a 中钠沉在底部，说明密度：甲苯＜钠 B. 试管b、c 中生成的气体均有H2 C. 苯酚中羟基的活性比乙醇中羟基的活性强 D. 羟基对苯环的影响使苯环上羟基邻、对位的C—H 键易于断裂 4.将等物质的量的镁和铝混合，取等质量该混合物四份，分别加到足量的下列溶液中，充分反应后，放出氢气最多的是（） A. 3 mol·L-1盐酸 B. 4 mol·L－1 HNO3溶液 C. 8 mol·L－1NaOH溶液 D. 18 mol·L－1 H2SO4溶液 5.28g CO气体在1mol的氧气中燃烧后，所得的气体通过足量Na2O2固体中充分反应后，下列说法不正确的是（）
A. CO与氧气反应，只消耗了0.5mol氧气 B. 充分反应后Na2O2固体质量增加了28 g C. 通过以上两步反应后余下氧气物质的量为0.5mol D. 若2gH2替代28g的CO发生上述反应，则Na2O2固体质量增加了2g 6.向100mL NaOH溶液中通入一定量的CO2后，在继续向该溶液中逐滴加入0.2 mol·L－1的盐酸，标准状况下产生的CO2的体积与所加盐酸体积之间的关系如下图所示 下列有关说法不正确的是( ) A. 原溶液中NaOH的物质的量浓度为0.15 mol·L－1 B. 0~25 mL发生的离子反应为：OH－+ H＋=H2O C. 通入CO2后所得的溶液中溶质的物质的量之比为1：1 D. 纵坐标中a的数值为224 7.1 mol过氧化钠与2 mol碳酸氢钠固体混合后，在密闭容器中加热充分反应，排出气体物质后冷却，残留的固体物质是( ) A. Na2CO3 B. Na2O2、Na2CO3 C. NaOH、Na2CO3 D. Na2O2、NaOH、Na2CO3 8.常温下，将足量CO2通入下列饱和溶液中，①Na2CO3溶液②CaCl2溶液③Ba(OH)2溶液④NaAlO2溶液 ⑤NaCl和NH3的混合溶液，最终溶液变浑浊的有（） A. ①②③ B. ②③④ C. ①④⑤ D. ①②③④⑤. 9.等物质的量且足量的两份铝分别与等浓度等体积的HCl与NaOH溶液充分反应后所得相同条件气体的体积比( ) A. 1：1 B. 1：3 C. 3：1 D. 1：2 10.关于碱金属元素的下列叙述中，错误的是（） A. 碱金属元素原子最外层都只有1个电子 B. 随电子层数增加，原子半径增大，金属还原性增强 C. 随核电荷数递增，氢氧化物碱性增强 D. Li、Na、K、Rb、Cs，单质熔沸点升高，密度增大 11.工业上冶炼金属钠通常采用的方法是（） A. 热分解法 B. 热还原法 C. 结晶法 D. 电解法 12.除去括号内的杂质，选用的试剂不正确的是( ) A. CO2(HCl)：饱和NaHCO3溶液 B. FeCl2溶液(FeCl3)：铁粉 C. CuO(Al2O3)：NaOH溶液 D. NaOH溶液( Na2CO3)：盐酸 13.下列有关图像的说法正确的是（）
冶炼金属的方法归纳 王志荣 冶炼金属是从矿石中提取金属单质的过程，除物理方法外，金属的冶炼都是使金属从化合态转化为游离态的化学过程。根据金属的化学活动性不同，工业上冶炼金属一般有以下几种方法： 一.物理方法 用于提取最不活泼的金属。Au、Pt等金属在自然界中主要以单质形式存在，可用物理方法分离得到。如“沙土淘金”就是利用水冲洗沙子，将沙土冲走，剩下密度很大的金砂，再进一步分离便可得到金属金（Au）。 二.化学方法 绝大多数金属均用化学法提取。这些金属冶炼的本质是用还原剂使矿石发生还原反应（或加热使金属元素还原），具体有以下三种： 1.电解法 该法适合冶炼金属活动性很强的金属，因为这类金属不能用一般的还原剂使其从化合物中还原出来，只能用通电分解其熔融盐或氧化物的方法来冶炼。 对于某些不活泼金属，如铜、银等，也常用电解其盐溶液的方法进行精炼。 如电解精炼铜，用硫酸铜（或氯化铜）溶液作为电解液，粗铜（含锌、铁、镍、银、金等杂质）铜板作为阳极，用纯铜薄钢板作为阴极。 总反应：
2.热还原法 该法可冶炼较活泼的金属，碳、一氧化碳、氢气、活泼金属等是常用的还原剂。 （1）用碳作还原剂（火法冶金）（缺点：易混入杂质，污染大） （2）氢气作还原剂（优点：得到的金属较纯，污染小，但价格较贵） （3）用一氧化碳作还原剂（缺点：有污染） （4）用比较活泼的金属作还原剂（缺点：易形成合金） （铝热反应） 3.热分解法 有些金属仅用加热的方法就可以从矿石中得到，用该法可冶炼某些不活泼金属。 如工业上用焙烧辰砂矿（HgS）的方法制取汞：受热分解均可得到Hg和Ag： 从矿石中提炼金属一般要经过三个步骤：（1）矿石的富集；（2）冶炼；（3）精炼。 金属冶炼的方法与金属的活动性顺序有相关性，即：
《金属的冶炼与利用》专题练习(1) 金属材料在人类活动中已得到越来越广泛的应用。下列属于金属共性的是( ) A．很高的熔点B．良好的导电性C．很大的硬度D．银白色的光泽 2．世界卫生组织把铝确定为食物污染源之一。铝的下列用途必须加以控制的是( ) A．用铝合金制门窗B．用铝合金作飞机材料 C．用金属铝制装碳酸饮料的易拉罐D．用金属铝制电线一 3．联合国卫生组织推荐使用中国的铁锅作炊具，是因为( ) A．铁的价格比铜便宜B年铁的导热性能比铝好C．适当补充铁元素有益健康D．铁锅做菜味道更好 4．将一枚洁净的铁钉浸入稀硫酸中，下列叙述正确的是( ) ①铁钉表面产生气泡②液体由无色逐渐变为浅绿色③铁钉的质量减轻④液体的质量减轻 A．②③B．①②③C．①②④D．①②③④ 5．下列描述中，属于金属化学性质的是( ) A．铜是紫红色固体B．汞在常温下呈液态C．铝能与酸反应D．钠的质地较软6．（2013．苏州）下列物质不属于合金的是( ) A．青铜B．铝C．钢D．生铁7．（2013．泰安）小明为探究金属与盐的反应，将一定质量的某种金属M的粉末放入AgNO3与Cu(NO3)2的混合溶液中，充分反应后发现，溶液呈现无色，溶液底部有少量固体粉末；过滤后在滤渣和滤液中分别加入适量稀盐酸，滤渣中有无色气体产生，滤液中无沉淀产生。结合实际现象判断，小明得出的以下结论错误的是( ) A．滤液中一定没有银离子B．滤渣中一定含有金属单质M C．滤渣中一定含有单质铜D．加入的金属M可能是单质铁 8．（2013．东营）人类的生产生活离不开金属材料。 (1)人们习惯上把金、银、铜、铁、锡五种金属统称为“五金”，在“五金”顺序中把金属_______的位置移到最后，正好符合由弱到强的_______顺序。 (2)铝、铁、铜是我们生产生活中使用比较广泛的金属。下图用品中，利用金属导热性的是_______，延展性的是_______。（填字母序号） (3)铜也容易生锈，铜锈的主要成分是碱式碳酸铜 [Cu2(OH)2CO3]，是铜与空气中的氧气、水和_______共同作用 的结果。 (4)合金是由两种或两种以上的金属（或金属与非金属）熔 合而成的具有金属特性的物质。一般来说，合金的熔点低于任何一种组成金属的熔点。下表是一些金属的熔点数据。 ①铅锡合金中某种金属的质量分数与合金的熔点有如 下图所示的关系，其中横坐标表示的是_______的质量分数；当合金熔点最低时，合金中铅与锡的质量比为_______。 ②保险丝由铋、铅、锡、镉组成，其熔点约为_______。 A．15～30℃B．60～80℃C．235～250℃D．300～320℃ 9．（2013．资阳）向铁粉和氧化铜的混合物中加入一定量的稀硫酸，微热，充分反应后过滤，向滤液中插入铁片，有气泡产生，则滤渣中一定含有_______；氧化铜与稀硫酸反应的化学方程式为__________________。实验室用浓硫酸配制一定量的稀硫酸，正确操作是将______________，并不断搅拌。10．（2013．荆门）用金属铁制备自来水的新型消毒、净水剂K2FeO4的流程如下： 请回答下列问题： (1)固体B的成分是_______（用符号表示）。
金属材料与金属的冶炼 I.课标要求 1．了解合金的定义，了解合金的优良性能；了解铜合金、铝合金、铁合金等金属材料的基础知识； 2．了解金属冶炼的基本方法； 3．初步学会正确地选用金属材料。 II.考纲要求 1．了解科学、技术、社会的相互关系（如化学与生活、材料、能源、不幸、生命过程、信息技术的关系等）。 2．了解常见金属及其重要化合物的主要性质及其应用。 Ⅲ.教材精讲 1． 合金：两种或两种以上的金属（或金属与非金属）熔合而成的具有金属特性 的物质。合金的性能一般优于纯金属。 金属材料 2． 重要的金属材料： （1） 铜合金：我国使用最早的合金。包括青铜（由铜、锡、铅组成）；黄铜（含铜、锌及少量的锡、铅、铝）；白铜（含铜、镍、锌及少量的锰） （2） 钢：用量最大、用途最广的合金。可分为两大类：碳素钢和合金钢 碳素钢：铁和碳的合金。又分为低碳钢（含碳量低于0.3%）,中碳钢（含碳量为0.3%~0.6%）和高碳钢（含碳量高于0.6%）。 合金钢：在碳素钢中加入铬、锰、钨、镍、钼、钴、硅等合金元素。 （3） 铝合金： 镁铝合金：含镁量为10%~30%，强度和硬度都比纯铝和纯镁的大，主要用于火箭、飞机、轮船等制造业。 硬铝：含铜、镁、锰、硅的铝合金，强度和硬度都比纯铝的大，主要用于火箭，飞机、轮船等制造业及日常生活中。
（4）其它几种有色金属材料： 金：金是质地柔软的黄色金属，有极高的抗腐蚀性，优良的导热性和导电性，在电子工业上有广泛的用途。 银：银是具有金属光泽，质地柔软的银白色金属，具有良好的延展性、导电性和导热性，另银在有机合成、能源开发、材料制造方面应用很广。 3．金属的冶炼： （1）原理：金属冶炼的实质是用还原的方法使金属化合物中的金属离子得到电子变成金属单质。 （2）步骤： a.富集矿石：除杂质，提高矿石中有用成分的含量。 b.冶炼：利用氧化还原反应原理，在一定条件下，用还原剂把金属离子还原成金属单质。 c.精炼：采用一定方法，提炼纯金属。 （3）方法 a。热分解法 适用于冶炼金属活动性较差的金属。 b．热还原法 用还原剂（C、CO、H2、Al等）还原金属氧化物，适合于金属活动性介于Mg~Cu之间的大多数金属的冶炼。 c．电解法 适用于冶炼金属活动性很强的金属。 IV.典型例题 例1．铝镁合金因坚固、轻巧、美观、洁净、易于加工而成为新型建筑装潢材料，主要用于窗框、卷帘门等。下列与这些用途无关的性质是（） A．不易生锈 B．导电性好 C．密度小 D．强度高 【解析】此题考察金属材料—镁铝合金的物理性质，要善于把生活中的用途和物质的物理性质联系起来，如强度高---说明坚硬耐用；密度小---说明轻巧；不易生锈---说明洁净美观；导电性好---说明可用做电线等。综合上述，B项与这些用途无关。 【答案】B
金属常见冶炼方法 一、电解法 金属活动顺序表中金属的冶炼如： （熔融） （熔融） ［生成的O2与阳极炭棒反应生成CO、CO2，所以应不断补充阳极炭棒，冰晶石（）为助熔剂。］ 二、热还原法 金属活动顺序表中金属的冶炼。 （1）用作还原剂 （制很纯的还原性铁粉，这种铁粉具有很高的反应活性，在空中受撞击或受热时会燃烧，所以俗称“引火球”。） （2）用C（焦炭、木炭）、CO作还原剂。如： （我国是世界上冶炼锌最早的国家，明朝宋应星在《天工开物》一书中有记载） （3）作还原剂（铝热剂）冶炼难熔的金属
（4）用等活泼金属为还原剂冶炼Ti等现代的有色金属。 （熔融） （熔融） 钛是银白色金属，质轻和机械性能良好，耐腐蚀性强，广泛应用于化学工业、石油工业、近代航空、宇航、以及水艇制造中，被称为“空中金属”、“海洋金属”、“陆地金属”。医学上利用它的亲生物性和人骨的密度相近，用钛板、钛螺丝钉制作人工关节、人工骨，很容易和人体肌肉长在一起。所以又被称为“亲生物金属”。钛的合金（如钛镍合金）具有“记忆”能力，可记住某个特定温度下的形状，只要复回这个温度，就会恢复到这个温度下的形状，又被称为“记忆金属”。此外，钛还可制取超导材料，美国生产的超导材料中的90%是用钛铌合金制造的。由于钛在未来科技发展中的前景广阔，又有“未来金属”之称。 三、加热法 等不活泼金属的冶炼，可用加热其氧化物或锻烧其硫化物的方法。如： 唐代李白的秋浦歌：炉火照天地，红星乱紫烟。郝郎明月夜，歌曲动川寒。秋浦：在今安徽省池洲市西，当时产银、铜。郝郎指冶炼工人。
四、物理提取——富集 在自然界中存在，其密度很大，用多次淘洗法去掉矿粒、泥沙等杂质， 便可得。刘禹锡的浪淘沙：日照澄洲江雾开，淘金女伴满江隈。美人首饰侯王印，尽是沙中浪底来。（隈：水转弯的地方） 五、湿法冶金 即利用溶液中发生的化学反应（如置换、氧化还原、中和、水解等），对原料中的金属进行提取和分离的冶金过程。如金、银的工业冶炼： 六、金属冶炼方法记忆（按金属活动性顺序） K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb （H）Cu Hg Ag Pt Au 电解熔融的化合物用碳、氢气等还原加热法游离态，物理提取
2021年高考化学专题复习：金属的冶炼方法 一、单选题 1．下列工业生产中不涉及．．． 氧化还原反应的是（ ） A ．合成氨 B ．制漂白粉 C ．冶炼Fe D ．煅烧石灰石 2．下列物质的工业制法正确的是( ) A ．制钛：用金属钠置换出四氯化钛(TiCl 4)溶液中的钛 B ．炼铁：炼铁高炉中碳在高温下还原铁矿石中的铁 C ．制纯碱：用饱和氯化钠、氨气、二氧化碳作原料制得碳酸氢钠，再加热碳酸氢钠制得纯碱 D ．制漂白粉：用氯气与石灰水反应制得次氯酸钙和氯化钙 3．下列金属的冶炼中，通常是电解法制的是（ ） A ．Cu B ．Al C ．Fe D ．Ag 4．金属矿物通常色彩缤纷、形状各异。下列冶炼金属的方法属于热还原法的是（ ） A ．2NaCl （熔融）2 2Na Cl +↑通电 B ．322WO 3H W 3H O ?++ C ．44Fe CuSO Cu FeSO ++═ D ．22 2Ag O Ag O ?+↑ 5．金属材料在日常生活、生产中有着广泛的运用，下列关于金属的说法正确的是( ) A ．工业上金属Mg 、Al 都是用电解熔融的氯化物制得的 B ．合金的性质与其成分金属的性质不完全相同 C ．镁、铁、铬、锰等金属都可以用铝热法制得 D ．冶炼金属时，必须加入一种物质作为还原剂 6．下列金属冶炼的反应原理，不正确的是（ ）
A．2Ag2O4Ag+O2↑B．Fe2O3+3CO2Fe+3CO2 C．6MgO+4Al6Mg+2Al2O3D．2NaCl(熔融)2Na+Cl2↑ 7．下列金属①铁；②镁；③锰；④钒；⑤铬可用对应的氧化物和铝粉通过铝热反应制备的是（） A．①②④B．①②③⑤C．①③④⑤D．②③④⑤ 8．将盛有等质量等质量分数的足量的稀硫酸的烧杯放在天平上、调平，同时向两烧杯中加入等质量、形状相似的锌和铁。如图所示：则从开始反应到不再产生气体为止，指针偏转的情况是（） A．先偏左后偏右B．先偏右后偏左C．一直偏右D．一直偏左 9．从人类利用金属的历史看，先是青铜器时代，而后是铁器时代，铝的利用是近百年的事，造成这个先后顺序事实的最主要因素是（） A．金属活动性及冶炼的难易程度B．金属的导电性 C．金属的延展性D．地壳中金属元素的含量 10．下列有关叙述正确的是（） ①氧化镁：可用作耐火材料；②二氧化硅：制造计算机芯片；③水玻璃：可作木材防火剂； ④铝热反应既可用于焊接钢轨，也可用于工业上冶炼铁；⑤水煤气属于清洁能源；⑥浓硫酸：可用于干燥Cl2、SO 2、H2S 等气体；⑦“84”消毒液主要成分为次氯酸钠，使用时加入浓盐酸可以增强消毒效果；⑧用CO2合成可降解的聚碳酸酯塑料，能减少白色污染及其危害A．②③④⑤B．②④⑤⑥C．①③⑤⑧D．①③⑥⑦
培优专题讲解《金属的冶炼与利用》 金属的化学性质 【考点图解】 *盐：是指组成中含金属离子和酸根离子的化合物 【学法透析】 1．几种活泼金属的特殊反应 (1)K、Ca、Na、Mg等金属不但能在空气（或氧气）中燃烧，还能在CO2和N2中燃烧。如：4Na＋3CO2点燃2Na2CO3＋C2Mg＋CO2点燃2MgO＋C 3Mg＋ N2点燃Mg3N2。 故贮存活泼金属的仓库发生火灾，不可以用CO2灭火器来灭火。 (2)K、Ca、Na三种金属化学性质非常活泼，它们在常温下能与水发生剧烈的反应，
生成氢氧化物和氢气。如：2Na＋2H2O＝2NaOH＋H2↑ Ca＋2H2O＝Ca(OH)2＋H2↑故保存这三种活泼金属时需隔氧隔水，一般保存于煤油中。 (3)Al等熔点较低的活泼金属能在高温时还原某些金属氧化物，可用于冶炼高熔点金属。如：8Al＋3Fe3O4高温9Fe＋4Al2O3（此反应常用于铁路上焊接钢轨） 2．金属与酸的反应 (1)Mg与稀盐酸或稀硫酸的反应很剧烈，容器壁发烫，是一个典型的放热反应。 (2)盐酸易挥发出HCl气体，故盐酸一般不用于实验室制H2，以免制得的H2中混有HCl而不纯。 (3)浓硫酸和硝酸有强氧化性，它们和活泼金属反应不能生成H2。另外，Fe、Al等金属在冷的浓硫酸中会被迅速氧化而使其表面形成一层致密的氧化膜，从而阻止内层的金属进一步反应，这种现象叫“钝化”现象。工业上常用铁槽车运输大量的浓硫酸就运用了这一原理。 3．判断金属活动性顺序的方法 (1)根据金属能否与氧气反应以及反应的难易和剧烈程度可判断金属活动性强弱。例如常温下铝就能被空气中的氧气氧化，而金即使在高温下也不与氧气反应，故金属活动性Al>Au。 (2)根据一种金属能否从另一种金属的盐溶液中将其置换出来可判断这两种金属的活动性强弱。例如铁能从硫酸铜溶液中置换出铜，铜能从硝酸银溶液中置换出银，而银不能从硫酸铜溶液中置换出铜，铜不能从硫酸亚铁溶液中置换出铁，则这三种金属的活动性强弱为Fe>Cu>Ag． (3)根据几种形状和颗粒大小相近的金属与 相同浓度的同种酸能否反应及反应产生H2的速 率可判断这几种金属的活动性强弱。例如将外形 大致相同的镁片、锌片、铁片和铜片投入到相同 浓度的稀盐酸中，镁表面迅速冒出大量的气泡且 很快反应完，锌表面有较多的气泡持续而均匀地冒出，铁表面有细小的气泡冒出，而铜表面无气泡冒出，如右图所示，则这四种金属的活动性强弱为Mg>Zn>Fe>Cu。 (4)根据金属在自然界的主要存在形式可判断其活动性强弱。如铁在自然界主要以化合物的形式存在（即化合态），而金和银在自然界主要以单质形式存在（即游离态），则金属活动性强弱为Fe>Au(或Ag)。 (5)根据金属氧化物是否溶于水或是否能与水反应可判断其活动性强弱。如氧化钙易与水反应：CaO＋H2O＝Ca(OH)2，而氧化铁不溶于水，不与水反应，则钙与铁金属活动性强弱为Ca>Fe。 4．几种有色溶液 (1)含MnO4－的溶液呈紫红色，含MnO42－的溶液呈绿色。 (2)含Cu2＋的溶液一般呈蓝色，含Fe2＋的溶液一般呈浅绿色，含Fe3＋的溶液一般呈黄色，其它金属离子的溶液一般呈无色。 (3)铁与稀酸或某些盐溶液发生置换反应时，一律生成含Fe2＋的浅绿色溶液。如Fe＋
高三化学金属的冶炼教 案 Last revised by LE LE in 2021
金属的冶炼 1．复习重点 1． 金属冶炼的化学原理和金属冶炼的基本方法； 2． 金属回收及资源保护的重要作用， 3． 重点是考查金属冶炼的基本方法。 2．难点聚焦 一、 金属在自然界中的存在形式： 1. 游离态 化学性质不活泼的金属,在自然界中能以游离态的形式存在,如：Au Ag Pt Cu 2. 化合态 化学性质比较活泼的金属,在自然界中能以化合态的形式存在,如： Al Na 说明： 少数金属在自然界中能以游离态的形式存在; 而大多数的金属在自然界中能以化合态的形式存在. 二、 金属的冶炼： 1. 金属冶炼的实质 用还原的方法,使金属化合物中的金属阳离子得电子变成金属原子. M n+ + ne-→M 2. 金属冶炼的主要步骤： ① 矿石的富集 目的：除去杂质,提高矿石右的有用成分的含量; ② 冶炼 目的：得到金属单质. 原理：利用氧化还原反应原理,在一定条件下,用还原剂把金属矿石中的金属离子还原成金属单质. ③ 精炼 目的：提高金属的纯度. 3. 金属冶炼的一般方法： 根据金属的活泼性. (1)热分解法： 适用范围：不活泼金属 Ag----Au 如： 2Ag 2O==4Ag + O 2↑ 2HgO==2Hg + O 2↑ (2)还原法： 适用范围：较活泼的金属 Zn----Cu 如： Fe 2O 3 + 3CO ==2Fe + 3CO 2 Cr 2O 3+2Al ==2Cr +Al 2O 3 常用的还原剂：C 、CO 、 H 2 和活泼金属如铝等. 说明铝热反应也属于热还原法. [思考]对于极活泼金属的冶炼,能否用热还原法如不能则应使用什么方法 （3）电解法： △ △ 高温 高温
△ △ 第五章金属的冶炼和利用第一节金属的性质与利用 一、金属的物理性质 大多数金属为银白色（铜为紫红色、金为黄色、铁粉为黑色）、有金属光泽、常温下为固体（汞为液体）、硬度大、熔沸点高、能导电导热、有延展性 问题：黄铜和黄金外观很相似，你们可用哪些方法将它们鉴别出来？ 方法：测密度、硬度等（物理方法） 火烧，变黑的为黄铜，不变色的为黄金。（化学方法） 二、金属的化学性质 （1）金属与氧气的反应 常温下，铝和氧气也能反应，在表面形成一层致密的氧化铝膜。在加热条件下，铁、铜等很多金属都能跟氧气化合生成金属氧化物。 活动与探究：在酒精灯火焰上加热铜丝，观察现象 现象：铜丝表面变黑 2Cu+O2＝2CuO 总结：实验表明：绝大多数金属能与氧气反应，但反应的难易程度不同和剧烈程度不同。表达式：金属+氧气→金属氧化物（化合反应） ①铝在常温下能与氧气反应，那么我们用的铝制餐具不易生锈而铁制品却容易生锈呢？ ②为何不宜用钢刷来擦洗铝制餐具呢？ （2）金属与酸（稀盐酸或稀硫酸）的反应 观察与思考：在试管中分别加入少量镁带、锌、铜片、铁，再分别加少量稀盐酸或稀硫酸，观察各组物质是否反应，有没有气泡，有没有放热现象，反应速度如何，完成反应方程式。Mg+2HCl=MgCl2+H2金属表面有气泡。 Fe+2HCl=FeCl2+H2 金属表面有气泡，溶液由无色变成浅绿色。 Zn+2HCl=ZnCl2+H2 铁、镁、锌能和稀盐酸或稀硫酸反应时剧烈程度不同。____反应最剧烈,其次是_____，然后是_____ (3)由此推出，金属活动性顺序__________________ 小结：绝大数金属能与稀盐酸或稀硫酸反应，但反应的剧烈程度不同。 哪个反应最适合实验室制取氢气？为什么？ 金属＋酸→盐＋氢气（置换反应） （3）铁与硫酸铜的反应（金属与盐溶液的反应） 活动与探究：铁与硫酸铜的反应
金属的冶炼与应用 Prepared on 22 November 2020
第五章金属的冶炼与应用 主备人：陈菊平修改：尹菊花 教学目标： 1、了解金属的物理特征，能区分常见的金属和非金属；知道生铁和钢等重要的合金，认识加入其他元素可以改善金属特性的重要作用；认识金属材料在生产生活和社会发展中的重要作用。 2、初步比较常见金属的活泼性的强弱，为今后学习金属活动性顺序打下基础；知道常见的金属与氧气、酸溶液的反应，铁与硫酸铜之间的反应，置换反应的概念。 3、使学生掌握实验室用金属和酸反应制取氢气的化学反应原理；学习用排水法和向下排空气法收集氢气的方法；培养学生观察问题分析问题的能力。 4、了解一些常见金属矿物（铁矿、铝矿等）的主要成分；了解从铁矿石中将铁还原出来的方法。 5、知道钢铁锈蚀的条件；了解防止金属锈蚀的简单方法；知道废弃金属对环境的污染，认识金属回收的重要性。 教学重点： 1.金属的物理性质和化学性质。 2.含杂质物质的化学方程式的计算；铁的两种合金。 3.铁生锈的条件及防护。 教学难点： 1.铁的化学性质实验探究方案的设计； 2.通过和已有化学知识的联系、比较、理解并得出结论“铁的化学性质比较活 泼”； 3.含杂质物质的化学方程式的计算； 4.“一氧化碳与氧化铁反应”的演示实验。 5.探究铁生锈的条件。 课时安排：共课时 §5、1金属的性质和利用3 §5、2金属矿物铁的冶炼 §5、3金属的防护和回收1 复习测试1 §8、1金属的性质和利用（课时1） 教学目标： 1、了解金属的物理特征，能区分常见的金属和非金属；
2、知道生铁和钢等重要的合金，认识加入其他元素可以改善金属特性的重要作用； 3、认识金属材料在生产生活和社会发展中的重要作用。 教学重点难点： 金属的物理特征，合金及合金的物理特性。 教具准备： 常见金属、常见合金 教学过程： 【新课导入】 1.金属伴随着人类从古代走向文明，为人类作出了伟大的贡献。在我们的生活中金属制品随处可见，就连我们身体内也含有多种金属元素，真可谓人类的生存发展与金属元素息息相关。今天我们就一起来学习金属和金属矿物。 2.实物展示常见的金属。 一、金属的物理性质 【想一想】1.人类最找发现的金属是什么 2.你知道那些金属见过哪些金属完成P114表5-1 【投影】展示各种金属材料的应用 【议一议】]P115联想与启示 【实验探究】铁丝，铜丝，镁条，铝片的物理性质。 【小结】金属的主要物理性质：具有金属光泽，能导电、导热，有较好的延展性等。 【交流讨论】 1.银的导电性比铜好，为什么电线一般用铜制而不用银制 2.为什么菜刀、镰刀、锤子用铁制而不用铅制 3.为什么有的铁制品如水龙头等要镀铬 4.联合国为什么推荐使用中国的铁锅作炊具 二、合金 【情景引入】我们身边的金属制品都是纯金属吗 【讨论】下列场合需要什么样的金属 灯丝、飞机的外壳、刀具、钢笔尖、铜钟 【阅读讨论】合金的形成。 【活动探究】合金的硬度与熔点和组成金属的关系。 【师生整理】 【交流讨论】一些常见合金的特性和用途。
高三化学总复习――金属及其化合物 一．金属的通性 1．位置：金属元素位于周期表的左下角，最外层电子数大部分少于4个。 2．物理通性：大部分有延展性、金属光泽，都有导热导电性等。 3．化学性质：易失电子，被氧化，金属表现还原性。 4．钠、铝、铁、铜单质的重要性质 钠铝铁铜 及非金属单质O24Na+O2＝2Na2O O2+2Na Na2O2 4Al+3O22Al2O33Fe+2O2Fe3O42Cu+O22CuO Cl2 2Na+Cl22NaCl 2Al+3Cl22AlCl32Fe+3Cl22FeCl3Cu+Cl2 CuCl2 S 2Na+S Na2S 2Al+3S Al2S3Fe+S FeS 2Cu+S Cu2S H2O 2Na+2H2O=2NaOH+H2↑2Al+6H2O 2Al(OH)3+3H2↑3Fe+4H2O Fe3O4+4H2 不反应 HCl溶液2Na+2HCl＝2NaCl+H2↑2Al+6HCl＝2AlCl3+3H2↑Fe+2HCl＝FeCl2+H2↑不反应NaOH溶液及水反应2Al+2NaOH+2H2O＝ 2NaAlO2+3H2↑ 不反应不反应 CuSO4溶液2Na+2H2O+CuSO4＝ Na2SO4+Cu(OH)2↓+H2↑ 较复杂较复杂不反应 制备 2NaCl 2Na+Cl2↑2Al2O34Al+3O2↑ Fe2O3+3CO 2Fe+3CO2CuO+CO Cu+CO2 二．钠及其化合物 1．钠 ⑴钠的物理性质 状态颜色硬度密度熔点导电、导热性 固体银白色较小(比水大）较小(比水小）较低（用酒精灯加热，很 快熔化） 是电和热的良导体 ⑵钠的化学性质 ①钠及非金属单质的反应
△ △第五章金属的冶炼和利用第一节金属的性质与利用 一、金属的物理性质 大多数金属为银白色（铜为紫红色、金为黄色、铁粉为黑色）、有金属光泽、常温下为固体（汞为液体）、硬度大、熔沸点高、能导电导热、有延展性 问题：黄铜和黄金外观很相似，你们可用哪些方法将它们鉴别出来？ 方法：测密度、硬度等（物理方法） 火烧，变黑的为黄铜，不变色的为黄金。（化学方法） 二、金属的化学性质 （1）金属与氧气的反应 常温下，铝和氧气也能反应，在表面形成一层致密的氧化铝膜。在加热条件下，铁、铜等 很多金属都能跟氧气化合生成金属氧化物。 活动与探究：在酒精灯火焰上加热铜丝，观察现象 现象：铜丝表面变黑 2Cu+O2＝2CuO 总结：实验表明：绝大多数金属能与氧气反应，但反应的难易程度不同和剧烈程度不同。 表达式：金属+氧气→金属氧化物（化合反应） ①铝在常温下能与氧气反应，那么我们用的铝制餐具不易生锈而铁制品却容易生锈呢？ ②为何不宜用钢刷来擦洗铝制餐具呢？ （2）金属与酸（稀盐酸或稀硫酸）的反应 观察与思考：在试管中分别加入少量镁带、锌、铜片、铁，再分别加少量稀盐酸或稀硫酸， 观察各组物质是否反应，有没有气泡，有没有放热现象，反应速度如何，完成反应方程式。 Mg+2HCl=MgCl2+H2金属表面有气泡。 Fe+2HCl=FeCl2+H2 金属表面有气泡，溶液由无色变成浅绿色。 Zn+2HCl=ZnCl2+H2 铁、镁、锌能和稀盐酸或稀硫酸反应时剧烈程度不同。____反应最剧烈,其次是_____，然后是_____ (3)由此推出，金属活动性顺序__________________ 小结：绝大数金属能与稀盐酸或稀硫酸反应，但反应的剧烈程度不同。 哪个反应最适合实验室制取氢气？为什么？ 金属＋酸→盐＋氢气（置换反应） （3）铁与硫酸铜的反应（金属与盐溶液的反应） 活动与探究：铁与硫酸铜的反应
金属的冶炼 1．复习重点 1． 金属冶炼的化学原理和金属冶炼的基本方法； 2． 金属回收及资源保护的重要作用， 3． 重点是考查金属冶炼的基本方法。 2．难点聚焦 一、 金属在自然界中的存在形式： 1. 游离态 … 化学性质不活泼的金属,在自然界中能以游离态的形式存在,如：Au Ag Pt Cu 2. 化合态 化学性质比较活泼的金属,在自然界中能以化合态的形式存在,如： Al Na 说明： 少数金属在自然界中能以游离态的形式存在; 而大多数的金属在自然界中能以化合态的形式存在. 二、 金属的冶炼： 1. 金属冶炼的实质 用还原的方法,使金属化合物中的金属阳离子得电子变成金属原子. M n+ + ne-→M 2. 《 3. 金属冶炼的主要步骤： ① 矿石的富集 目的：除去杂质,提高矿石右的有用成分的含量; ② 冶炼 目的：得到金属单质. 原理：利用氧化还原反应原理,在一定条件下,用还原剂把金属矿石中的金属离子还原成金属单质. ③ 精炼 目的：提高金属的纯度. 4. $ 5. 金属冶炼的一般方法： 根据金属的活泼性. (1)热分解法： 适用范围：不活泼金属 Ag----Au 如： 2Ag 2O==4Ag + O 2↑ 2HgO==2Hg + O 2↑ 、 (2)还原法： 适用范围：较活泼的金属 Zn----Cu 如： Fe 2O 3 + 3CO ==2Fe + 3CO 2 Cr 2O 3+2Al ==2Cr +Al 2O 3 常用的还原剂：C 、CO 、 H 2 和活泼金属如铝等. △ △ 高温 高温
说明铝热反应也属于热还原法. } [思考]对于极活泼金属的冶炼,能否用热还原法如不能则应使用什么方法 （3）电解法： 适用范围：活泼的金属 K----- Al 如： 2Al 2O 3 ==== 4Al + 3O 2↑ 2NaCl===2Na +Cl 2↑ | 比较： 2NaCl+2H 2O===2NaOH +H 2↑+Cl 2↑ 2CuSO 4+2H 2O===2Cu+2H 2SO 4+O 2↑ 电解法也常用于某些不活泼的金属的精炼. [说明]电解法的缺点是要消耗大量的电能,成本较高. 三、 金属的回收与环境、资源保护 1. 金属回收的意义 (1)节约矿物资源;(2)节约能源;(3)减少环境污染. 2. ' 3. 回收废金属的利用. 大部分可以重新制成金属及化合物再用. 实例： 废铁屑可以铁盐或亚铁盐,如绿矾,废旧钢铁可以炼钢. 从电解精炼铜的阳极泥中可以回收金银等贵重金属 从定影液中可以回收金属银. 小结：金属的活动性顺序与金属的冶炼方法. & 3．例题精讲 例1 不太活泼的金属元素硝酸盐在受热分解时金属元素将转变为其氧化物或单质。在通风橱中给盛有少量硝酸汞固体的试管加热，最后试管中（ ） A 、留下银白色的液体 B 、留下少量白色硝酸汞固体 C 、留下红色氧化汞固体 D 、无剩余物 、 例2 冶炼金属一般有下列四种方法：①焦炭法；②水煤气（或氢气，或一氧化碳）法；③活泼金属置换法；④电解法。四种方法在工业上均有应用。古代有（Ⅰ）火烧孔雀石炼铜；（Ⅱ）湿法炼铜；（Ⅲ）铝热法炼铬；（Ⅳ）从光卤石中炼镁，对它们的冶炼方法的分析不正．．确． 的是（ ） A ．（Ⅰ）用① B ．Ⅱ用② C ．Ⅲ用③ D ．Ⅳ用④ 解析：金属冶炼的方法与金属在自然界中存在的状态、金属活动性有关。一般电解法适合冶炼金属性强的金属（金属活动顺序表Al 以前）；而水煤气（H 2、CO ）法、焦炭法、活泼电解 电解 电解 电解