第五章 金属的冶炼与利用
第一节金属的性质和利用
一、 金属的物理性质及应用
1.金属的物理共性：（1）常温下一般为固态（汞为液态），有金属光泽。 （2）大多数呈银白色（铜为紫红色，金为黄色） （3）有良好的导热性、导电性、延展性 （4）密度和硬度较大，熔沸点较高。
2. 金属之最： （1
（2）钙：人体中含量最多的金属元素
（3）铁：目前世界年产量最多的金属（铁>铝>铜） （4）银：导电、导热性最好的金属（银>铜>金>铝） （5）铬：硬度最高的金属 （6）钨：熔点最高的金属 （7）汞：熔点最低的金属
3、生活中常见的金属：（1）铁栏杆上涂的“银粉”-铝 （2）热水瓶内胆壁的金属-银 （3）-温度计里银白色液体-汞 （4） 白铁皮的“外套”-锌
4 金属的性质与金属的用途之间的关系
金属的性质很大程度上决定了金属的用途。但这不是唯一的决定因素，在考虑用途时，还需要考虑价格、资源、是否美观、使用是否便利，以及废料是否易于回收和对环紧的影响等多种因素
（1）
(2)铁、铝、铜能加工成导线、能压成薄片，表现出金属
(3)(4)为何铁制锅铲需要加上木柄或塑料柄？防止烫手。因为铁具有良好的导热性，而木柄或塑料的导热性较差，这样就可以防止手拿锅铲时被烫伤。(5)银的导电性比铜好，为什么不用银制造电线、电缆？因为银较稀少，价格昂贵，而铜相对较多，价格便宜。(6)联合国卫生组织为什么推荐使用中国的铁锅炊具? 铁锅做炊具，可以补充人体所需的铁元素，防止缺铁性贫血。(7)选择铸造硬币的金属材料需要考虑哪些因? 需要考虑价格、硬度、无毒、耐磨、耐腐蚀、色泽美观、质轻、易加工、性质稳定、价廉、资源丰富等因素。(8)为何菜刀、镰刀、锤子等用铁制而不用铅制 铁的硬度大，铅的硬度小，且有毒。（9）为什么灯泡里的灯丝用钨丝 钨熔点高，不易熔断。
二、常见金属的化学性质1、 金属与氧气的反应 2
思考：（1）铝是银白色的金属，具有金属光泽，而生活中的铝制品却往往是暗淡无色，知道为什么吗？
原因：常温下，铝就能和氧气发生反应，在其表面生成一层致密的氧化铝保护膜（Al2O3)
（2）“真金不怕火炼”道出了金的什么性质？金易被腐蚀吗？
“真金不怕火炼”，说明既使是在较高的温度下，“金”的化学性质也不活泼
（3）通过上述实验，你能说出Mg、Fe 、Al、Cu、Au的活泼性吗？
可以通过金属与氧气反应的两种现象来判断金属的活泼程度即金属活动性差异。即：①该金属能否与氧气发生化学反应②反应的激烈程度
2、金属与酸的反应
提出问题：（1）哪些金属能与盐酸、稀硫酸发生反应？反应后生成了什么气体？（如何检验）哪些金属不能与盐酸、稀硫酸发生反应？（2）比较三种金属分别与盐酸、稀硫酸反应的难易和剧烈程度，将三种金属的活动性按由强到弱的顺序进行排列。
【探究结论】1、并不是所有的金属都能与盐酸或稀硫酸反应而产生氢气。金属+酸=盐+氢气
2、不同的金属与盐酸或硫酸反应的剧烈程度也不同。金属活动性： Mg＞Zn＞ Fe＞Cu。
小结：1。根据金属能否与酸反应或反应的剧烈程度也可以来比较金属的活动性较强弱。
2.金属活动性顺序：人们经过长期的实践，总结出常见金属在溶液中的活动性顺序如下：金属活动性由强逐渐减弱
K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb (H) Cu Hg Ag Pt Au
在金属活动性顺序中，金属的位置越靠前，它的活动性就越强；排在氢前面的金属能与酸反应放出氢气，而排在氢后面的金属不能与酸反应放出氢气。酸不能是浓硫酸、硝酸
【问题1 】：下列化学反应能发生吗？Cu + HCl ——CuCl2 + H2↑； Zn + HCl — ZnCl2 + H2↑； Ag + HCl —AgCl+ H2↑【问题2 】：下列化学反应正确吗？（1）铁 + 盐酸——氯化铁 + 氢气（2）锌 + 硝酸——硝酸锌 + 氢气
硝酸、浓硫酸具有强氧化性，与金属反应不生成氢气。
试写出这些反应的化学方程式。Fe + HCl — Fe + H2SO4 —
Zn + HCl — Zn + H2SO4 —
强调：铁跟稀盐酸、稀硫酸反应后显+2价。
观察上述反应的化学方程式，分析这些反应有什么共同特点？从反应物和生成物的物质类别的角度分析，
有如下特点：单质+化合物＝单质+化合物
换置反应：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的反应叫置换反应。可表示为：A+BC=B+AC 特点：二变二（一换一） 1.下列反应都是置换反应吗？
3CO + Fe2O3 ==== 2Fe + 3CO2 CH4 + 2O2 ==== CO2 + 2H2O Cl2 + 2KI ==== I2 + 2KCl
2、试判断下列物质的化学反应类型:
A.化合反应
B.分解反应
C.置换反应（1）2Al+6HCl====2AlCl3+3H2↑（）
（2）H2CO3====CO2↑+H2O （）（4）CaO+H2O====Ca(OH)2 （）
再观察：生成物的角度分析，有何共同特点？
拓展：氢气的制法
氢气的实验室制法
（1）药品：锌和稀硫酸（2）原理：Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑
思考：为何不用镁或铁等来和酸反应制取氢气？——镁和酸反应速度太快，而铁的反应速度又太慢，不便于操作。
（3）装置：固液不加热型 （4）收集： ①排水法 ②向下排空气法 （5）步骤
①按照要求连 接装置。②检查 气密性。③装 药品：先装固体，后装液体。④开始反应，并收集一小试管氢气，进行验 纯（任何可燃性气体，在做性质实验之前务必进行验纯）。⑤用排水法或向下排空气法收 集气体，盖上玻璃片倒放在实验桌上。
最理想的绿色能源——氢气
1、氢气的物理性质：⑴通常为无色、无味的气体；⑵难溶于水；⑶相同状况下，密度最小的气体；⑷有三态变化。
2、氢气的化学性质：⑴可燃但不助燃—点燃前需要检验纯度
现象：1、产生淡蓝色火焰2、放出大量的热3、干冷的烧杯内壁有水雾
2H2 + O2 ==== 2H2O
⑵还原性
H2 + CuO ==== Cu + H2O 3H2 + Fe2O3 ==== 2Fe + 3H2O 3、氢气的用途 ⑴作燃料 优点：热值高；原料来源广；无污染；可循环利用
存在问题：如何大量、廉价制取;如何安全运输、贮存。
⑵冶金：还原性
3、 金属与化合物溶液的反应
实验:铁片浸入硫酸铜溶液中 现象: 铁片表面覆盖一层红色物质，溶液由蓝色逐渐变为浅绿色
Fe ＋CuSO 4= Cu ＋FeSO 4
应用：（1）现代湿法冶金的先驱。（2）属置换反应。铁的产物为+2价。（3）能解释农药波尔多液为何不能用铁桶盛装的原因。 思考：如何除去硫酸亚铁中的硫酸铜？
铜丝浸入硝酸银溶液中 现象：铜丝表面覆盖一层银白色的银，溶液由无色逐渐变成蓝色
Cu + 2AgNO3 =Cu(NO3)2 + 2Ag
金属活动性顺序：人们通过大量的实验验证得到常见金属的活动性顺序： K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb （H ） Cu Hg Ag Pt Au
金属活动性：由强到弱
应用：
1、在金属活动性顺序里，金属的位置越靠前，它的活动性越强。
2、在金属活动性顺序里，位于氢前面的金属能置换出盐酸、稀硫酸中的氢。
3、在金属活动性顺序里，位于前面的金属能把位于后面的金属从它们化合物的溶液里置换出来（K、Ca、Na除外）。
1.判断下列物质能否发生反应？若能,写出相关化学方程式。
（1）银与稀盐酸（2）锌与硫酸铜溶液
（3）铜与硫酸锌溶液（4）铝与硝酸银溶液
（5）银与氯化铜溶液（6）镁与硫酸亚铁溶液
2.有X Y Z三种金属，如果把X和Y分别放入稀硫酸中，X 溶解并产生氢气,Y不反应;如果把Y和Z分别放入硝酸银溶液中过一会儿,在Y的表面有银析出,而Z无变化.根据以上事实,判断X Y Z的金属活动顺序。
3.将铁粉和铜粉一起放入足量的稀硫酸中，充分反应后，剩余的固体是。
3.将镁粉和铜粉一起放入一定量的稀硫酸中，充分反应后，剩余的固体中一定有。
4.将铁粉放入一定量的硫酸铜中，充分反应后，剩余的固体中一定有。
5.等质量的镁、铝、锌、铁与足量稀硫酸反应得到氢气的质量的顺序是 Al>Mg>Fe>Zn
足量的镁、铝、锌、铁与等质量的稀硫酸反应得到的氢气的质量顺序是 Al=Mg=Fe=Zn
6.铁与某金属的混合物56g与足量的稀硫酸反应，得到氢气共2.1g。则另一种金属可能是（）
A、锌
B、铝
C、铜
D、镁
7、目前，市场上有一些不法分子利用黄铜（金黄色的铜、锌合金）制成假黄金首饰欺骗消费者。
①下列方法中不能区别其真伪的是(密度：金19.3g/cm3铜8.9g/cm3 锌7.4g/cm3)( )
A 观察其外表
B 放入稀硫酸
C 测定其密度
②你能否想出其他的辨别方法？放在火上灼烧——真金不怕火炼；放入硫酸铜溶液中—使溶液褪色的是假金。
第2课时合金
金属在生活、生产中非常广泛的应用。不同的用途需要不同性能的金属。如：做飞机机翼的金属，需要坚硬而质轻；用于制造切割工具的金属，需要有很大的硬度；制造化工生产设备的金属要耐腐蚀等；制造电灯丝的金属熔点要高；制造保险丝的金属熔点要低。
纯金属很难满足各种特殊要求。为此，人们在生产实践中制造出许许多多的具有特殊性能“新型金属—合金”
三,合金——新型金属
1.合金：由一种金属跟其他金属（或非金属）熔合形成的有金属特性的物质。
注意：（1）合金是金属与金属或金属与非金属的混合物。合金是混合物，不是纯净物哟！
(2)金属材料包括纯金属和合金两类。金属属于金属材料，但金属材料不一定是纯金属，也可能是合金。
(3)人类历史上使用最早的青铜是由铜、锡等元素形成的合金(4)世界上最常见、应用很广泛的钢和生铁是由铁、碳等元素形成的合金铁合金：生铁和钢的比较：都是铁的合金。属混合物，主要成分为铁。区别是含碳量不同，生铁含碳量2%-4.3%，钢的含碳量为0.03%—2%。钢比生铁具有更多的优良性能，易于加工，用途更为广泛。
探究：1、取一段保险丝，试试能不能用手把它弯曲，是不是很容易被折断。
2、某种保险丝是武德合金制成的，熔点为：69℃。其组成金属及其熔点分别为：铋：271℃、铅：327℃、锡：232℃、镉：321℃
.★：一般说来，合金的熔点比各成分低，硬度比各成分大，抗腐蚀性能更好
不锈钢（含18%的铬和8%的镍）在空气中较稳定，不容易生锈，能够长久保持其金属光泽和银白色。但在某些情况下（例如在海水中）不锈钢仍然会被腐蚀。所以，不锈钢并不是绝对不会生锈的，只不过是它“自我保护能力”比较强而已
1、判断下列说法是否正确？①合金也是金属材料（）②合金没有金属光泽。（）③合金不能导电、传热。（）
④合金没有延展性。（）⑤合金的许多物理性质、化学性质和机械性能都比纯金属好。（）
第二节金属矿物铁的冶炼
一、常见的金属矿物
1、
思考：为什么金、银等少数金属以单质的形式存在？而大多数金属以化合物的形式存在呢？
2、矿石：化合态金属在自然界中以矿物的形式存在。含有矿物的岩石称为矿石。
3、 常见矿石名称与其主要成分：（要熟记）常见的铁矿石有：赤铁矿（Fe2O3）、磁铁矿Fe3O4菱铁矿（FeCO 3）黄铁矿（FeS 2）
4、 铝土矿（Al 2O 3）、黄铜矿（CuFeS 2）、孔雀石Cu2(OH)2CO3
铁元素在自然界中分布很广，在地壳中含量位居金属元素的第二位，仅次于铝，约占地壳总质量的4.75%。 使金属矿物变成金属的过程，叫做金属的冶炼。
二、铁的冶炼 金属的冶炼:使金属矿物变成金属的过程. 即：金属化合物 转变成 金属单质
铁的冶炼：铁的化合物 转变成 铁单质
选择冶炼原料时，通常考虑矿石的价格、金属的含量、安全无污染等。
思考题：炼铁选用的铁矿石通常不仅要求含铁量高，而且要“有害元素”少，下列铁矿石你认为不适宜炼铁的是（ ） A.磁铁矿（Fe3O4）72.4% B.赤铁矿（Fe2O3）70% C.菱铁矿（FeCO3）48.3%
D.黄铁矿（FeS2）46.7%
原因：含铁量低且冶炼过程中会产生有毒的二氧化硫气体。
铁矿石是怎样炼成铁的呢？让我们通过实验来研究铁冶炼的化学原理。
进行课本124页的实验，实验过程中注意安全（一氧化碳有毒），注意观察实验现象并记录。 1、一氧化碳还原氧化铁(1) 装置图
（2）步骤：①检验装置的气密性；②装入药品并固定；③向玻璃管内通入一氧化碳气体；④给氧化铁加热；⑤停止加热；⑥停止通入一氧化碳。（CO:早出晚归 酒精灯：迟到早退)
（3）现象：红色粉末逐渐变成黑色，澄清石灰水变浑浊，尾气燃烧产生蓝色火焰。 （4）化学方程式： 3CO+Fe 2O 3
2Fe+3CO 2 2CO+O 2点燃
=====2CO 2 Ca(OH)2+CO 2=CaCO 3↓+H 2O
（5）注意事项：即先通入CO 再加热，实验完毕，停止加热，继续通入CO 至试管冷却。
（6）尾气处理：因CO 有毒，不能随意排放在空气中，处理的原则是将CO 燃烧掉转化为无毒的CO 2或收集备用。 思考1、澄清石灰水的作用是什么？——检验生成的二氧化碳
2、为什么要进行尾气处理？尾气如何处理？——因为CO 有毒会污染环境——点燃或收集
3、实验中为什么要先通一段时间CO ，再加热Fe2O3？——排出装置中的空气，防止加热时发生爆炸
4、实验结束后,为什么要先停止加热继续通CO 直至试管内物质冷却？——防止热的铁再次被氧化以及防止石灰水倒吸
5、如何验证实验中产生了铁？——用磁铁吸引或加入稀酸 2、 工业炼铁
（1）原理：在高温下，利用焦炭与氧气反应生成的还原剂（CO ）将铁从铁矿石里还原出来。 （2）原料及其作用：
（1）铁矿石：提供铁元素 （2）焦 炭a.提供热源、维持炉温b.提供CO （3）石灰石：形成炉渣（4）空 气 ：提供氧气 （3）主要设备：高炉
（4）冶炼过程中发生的化学反应：
C+O 2CO 2 CO 2+C
2CO 3CO+Fe 2O 3
2Fe+3CO 2
CaCO 3
CaO+CO 2↑ CaO+SiO 2
CaSiO 3
(注意：石灰石的主要作用是将矿石中的二氧化硅转变为炉渣。工业上炼得的不是纯铁（生铁）——混合物 3．氧化还原反应
通常把物质与氧结合的过程成为氧化，而把与氧分离的过程称为还原。举例：3CO + Fe 2O3 高温 2Fe+3CO2 CO 得到氧被氧化成CO2， Fe2O3失去氧被还原成Fe 。 CO 是还原剂，Fe2O3是氧化剂
反应物中：得氧—被氧化—氧化反应——还原剂失氧—被还原—还原反应——氧化剂
Fe2O3＋2Al高温Al2O3＋2Fe 氧化剂还原剂 _______
4 含杂质化学反应的计算
1. 纯净物与含杂质物质的换算关系：纯物质的质量=不纯物质的质量×物质的质量分数
不纯物质的质量=纯物质的质量÷物质的质量分数
2.含杂质物质的化学方程式的计算步骤：（1）将含杂质的物质质量换算成纯净物的质量。（2）将纯净物质质量代入化学方程式进行计算。（3）将计算得到的纯净物质量换算成含杂质物质的质量。
例1、1000t含杂质20%的赤铁矿石中含氧化铁的质量是多少？
例2、计算多少吨生铁中含铁的质量分数为96%，含铁560t？
例3、1吨含 Fe2O3 80%赤铁矿，可炼成含杂质2%的生铁多少吨？
注意：带入化学方程式计算的数据应是纯净物的质量
解：设可炼成含杂质2%的生铁的质量为x
3CO + Fe2O3 == 2Fe + 3CO2
160 112
1t×80% (1-2%) ×x
160 112
1t× 80% (1-2%) ×x
x = 0.57t
答：可炼成含杂质2%的生铁0.57t
练习：1、用1000t含氧化铁80%的赤铁矿石，理论上可以炼出含铁96%的生铁多少吨？583.3t
2、要炼出含杂质2%的生铁3200吨，需要含氧化铁质量分数为80%的赤铁矿石多少吨？
第三节金属防护和废金属回收
钢铁是应用最普遍且最容易被锈蚀的金属材料；为了减少损失，需要探究钢铁锈蚀的原因、防护的方法
探究实验：（1）铁钉放在干燥的空气中（加干燥剂等）：铁钉未生锈
（2）铁钉完全浸没在沸水中：铁钉未生锈
（3）铁钉浸没一半在水中：铁钉在空气、水的界面处生锈
（4）铁钉沾了醋酸溶液: 铁钉严重锈蚀
（5）铁钉浸没一半在食盐水中：浸没在食盐水中的铁钉几乎全部生锈
一、铁的锈蚀条件：
1、铁生锈的主要条件是与空气和水蒸气直接接触。且在酸性或盐溶液的环境下锈蚀的速度更快
2、铁锈：主要成分是Fe2O3，是一种疏松多孔的红棕色物质，能让水分和空气中的氧气穿过它的空隙，不断向内层渗透，持续跟铁反应，直至铁被完全锈蚀（注意：铝比铁活泼，铁却更容易腐蚀是因为：铁锈很疏松，不能阻碍里层的铁继续与氧气、水蒸气反应，因此铁制品可以全部被锈蚀。因而铁锈应及时除去。而铝与氧气反应生成致密的氧化铝薄膜，从而阻止铝进一步氧化，因此，铝具有很好的抗腐蚀性能。）
3.防止铁生锈的原理：就是破坏铁生锈的条件：隔绝空气或水分
防锈措施： 1、要保持铁制品表面的洁净和干燥；
2、在铁制品的表面覆盖保护层。如：①刷一层油漆；②涂上一层机油；③电镀一层不易生锈的金属，如镀锌等；④经加工使金属表面生成一层致密的氧化膜，如烤蓝；⑤在金属表面覆盖搪瓷、塑料等
3、改变其组成和结构。如制成合金
应用1：自行车的构件如支架、链条、钢圈、辐条等，分别采取了什么防锈措施？
应用2：锁是日常生活、生产中常用工具，一般是金属做的，经常会生锈。
（1）在哪种情况下使用的铁锁最易生锈？
（2）锁的各个部分通常采取了怎样的防锈措施?
（3）你认为怎么保养才能防止锁生锈？
①汽车②机器上的齿轮③门把手④锯条⑤铁洗脸盆⑥铁柜⑦铁轴⑧剪刀等常见的铁制品，为了防止它们生锈，通常采用下面哪一种方法(填序号)：⑴在表面刷一层油漆：；⑵在表面涂上机油：；⑶在表面镀上一层其他金属：；⑷在表面烧制陶瓷：；⑸使其表面形成致密的氧化膜：
一旦发现铁生锈了，该如何处理呢？物理方法：打磨；化学方法：加入酸（稀盐酸）
现象：红棕色铁锈逐渐消失，溶液由无色变为浅黄色Fe2O3+6HCl===2FeCl3+3H2O
4废金属的回收利用：
1、废金属的种类：冶金工业、金属加工业和日常生活中丢弃的金属碎屑、碎块，锈蚀和报废的金属物品。
2、废金属的危害：造成资源浪费而且占用土地，和环境污染，如镉、汞等有毒金属对环境的污染。
3、回收和利用废金属的意义：节约能源和金属矿物，减少对环境的污染，例如将废钢铁回炉炼成钢等，既可以节约大量煤和铁矿石，又能减少污染。
4.金属资源保护的途径:①废旧金属回收、利用；②大量开发和使用代用品，如塑料；③防止金属锈蚀；④合理开采矿物等。课后小实验：切过咸菜的菜刀同一面上选三处进行实验，一处湿润，二处擦干，三处擦干后，涂上一层食油。做好记号，放置一夜，观察菜刀三处的变化。
石灰石部分
补充：石灰石
1 石灰石的存在和检验
（1）石灰石的用途：石灰石可以作为建筑材料，生产石灰、水泥、玻璃以及炼铁等。
（2）石灰石的主要成分：碳酸钙（CaCO3）。大理石、方解石、白垩、蛋壳、贝壳、珍珠等物质都含碳酸钙，锅炉和水壶的水垢主要成分也是碳酸钙。
（3）怎样检验某物质是否含碳酸钙：步骤：把试样与盐酸反应,并把生成的气体通入澄清石灰水。现象:有气泡产生, 石灰水变浑。（4）碳酸盐的检验:观察下列化学式，分析它们有什么共同点？
碳酸钠：Na2 CO3 都含有碳酸根 CO3统称碳酸盐
碳酸钾：K2 CO3
碳酸钙：Ca CO3
碳酸氢铵：NH4H CO3
碳酸盐的化学性质: 能与酸(如稀盐酸)反应,产生二氧化碳。
原理：CaCO3 + 2HCl = CaCl2 + H2O + CO2
Ca（OH）2 + CO2 = CaCO3 + H2O
2 石灰的烧制
1.生石灰的获得：石灰窑中高温煅烧石灰石就能产生氧化钙（CaO），氧化钙俗名叫生石灰。原理：
2.生石灰的作用：
①作干燥剂。因为氧化钙能和水发生反应，因此生石灰可用作干燥剂。CaO + H2O = Ca（OH）2
③作一些野外食品的加热剂。生石灰和水反应时是放热的，利用这一性质可把生石灰做一些食物的加热剂。
3 石灰石、生石灰、熟石灰及之间的相互转化
1.生石灰即氧化钙，白色固体。呈坚硬的块状。从外表看起来和石灰石没什么区别。但一遇到水就会剧烈反应，放出大量热，这也可用来检验生石灰和石灰石。
2.熟石灰是由生石灰和水反应生成的。
CaO + H2O = Ca（OH）2
3.三者之间的相互转化：
（1）
（2）CaO + H2O = Ca（OH）2
（3）Ca（OH）2 + CO2 = CaCO3+ H2O
4 除杂质
1.生石灰中混有石灰石，可以高温煅烧此时发生的反应：
2.石灰石中混有生石灰，可以加入足量的水，然后在过滤。
此时发生的反应：CaO + H2O = Ca（OH）2
3.氢氧化钙中混有氧化钙，可以加入足量的水，把氧化钙转变为氢氧化钙。如想得到氢氧化钙固体，再加热蒸发。
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 △
金属的冶炼 教学目的： 1、了解金属冶炼的一般原理。 2、了解金属回收的重要意义，树立资源保护意识。 教学重点：金属冶炼的一般原理 教学方法：讨论、讲解、归纳 教学过程： 一、金属冶炼的步骤： 阅读教材，总结归纳： ①富集矿石、除杂、提高矿石有用成分的含量； ②冶炼：利用氧化还原反应的原理，在一定条件下，用还原剂把金属离子还原为金属单质。 ③精炼：采用一定的方法，提炼纯金属。 二、金属冶炼的方法： [讲述]由于金属的活动性不同，金属离子得到电子还原成金属原子的能力也就不同，因此，必须采用不同的冶炼方法。 1．热分解法 有些不活泼金属仅用热分解法就能制得。在金属活动性顺序中，位于氢后面的金属的氧化物受热就能分解，例如： 2HgO 2Hg+O2↑ 2Ag2O 4Ag+O2↑ 2．热还原法 多数金属（活动性介于镁和铜之间的金属）的冶炼过程属于热还原法。常用的还原剂有焦炭、一氧化碳、氢气和活泼金属等，例如： Fe2O3+3CO2 Fe+3CO2 WO3+3H2W+3H2O
Cr 2O 3+2Al 2Cr+Al 2O 3 若金属以硫化物或碳酸盐形式存在，应先将其转化成氧化物。 3．电解法 在金属活动性顺序中，钾、钠、钙、铝等几种金属的还原性很强，这些金属都很容易失去电子，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，而只能用通电分解其熔融盐或氧化物的方法来冶炼。 2Al 2O 3 ==== 4Al+3O 2↑ 2NaCl ==== 2Na+Cl 2↑ 三、不同金属冶炼方法的选择 K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb （H ）Cu Hg Ag 四、金属的回收和资源保护： 1、废旧金属的最好处理方法是回收利用。 2、回收利用废旧金属的意义是减少垃圾量，防止污染环境且缓解资源短缺的矛盾。 电解 电解 电解法 热还原法 热分解法
《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）。
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
第四章第三节：金属的冶炼教案 抚州一中曾健2004-10-27 教学目标： 1.知识目标了解金属分布及其存在；掌握金属冶炼的实质和方法。 了解金属的回收与环境、资源的关系。 2.能力目标阅读、自学能力，分析问题、解决问题的能力 3.教学重点、难点：金属冶炼的实质，金属冶炼的方法。 4.课时安排：1课时 【教学过程】 （引言）我们已经学过了碱金属、镁、铝、铁等金属元素；金属元素在自然界中的分布很广，无论是在矿物，还是动植物体内、或是在海洋中都或多或少的含有各种不同的金属元素。由于不同金属的化学活动性相差较大，因此它们在自然界中存在的形式也各不相同。 少数化学性质不活泼的金属，在自然界中能以游离态存在，如金和铂以及少量的银和铜。化学性质比较活泼的金属，在自然界中总是以化合态存在。 矿产资源是自然资源的一部分，是大自然赋予人类的宝贵财富，是我国社会主义现代化建设的重要物质基础，我国生产所需的80%左右的原材料来自矿产资源。 （幻灯）金属的存在：游离态：少数化学性质不活泼金属 化合态：化学性质比较活泼的金属 （讲述）金属元素大多数以化合态存在于矿物中而人们日常应用的金属材料是怎么样的？该如何解决这一问题？ 我们日常使用的金属材料多为合金或纯金属，这就需要把化合态的金属转化为游离态的金属单质。这也就是人们常说的： （板书）第三节金属的冶炼 （板书）一、金属的冶炼。 1.定义：把金属从矿石中提炼出来 （（幻灯）课件1）赤铁矿，磁铁矿等矿石样品 大多数金属矿石里含有杂质，如石英、石灰石和长石等杂和在一起。那么我们该如何从赤铁矿石中提炼出单质铁？根据什么化学原理？ 2、步骤：（幻灯）从金属矿石中提炼金属一般需要经过三个步骤： 第一步是矿石的富集，除去杂质，提高矿石中有用成分的含量； 第二步是冶炼，利用氧化还原反应原理，在一定条件下，用还原剂把金属矿石中的金属离子还原成金属单质；（冶炼的实质） 第三步是精炼，采用一定的方法，提炼纯金属。 3.实质：（幻灯）得到电子 金属离子金属单质即：M n+ + ne-→M 还原剂 （过渡）既然我们已经知道金属冶炼的实质，是用还原的方法使金属化合物中的金 欢迎下载
一、选择题 a每道题只有一个选项符合题意 1．下列应用在高铁列车上的材料，不属于 ．．．金属材料的是 A．不锈钢 B．玻璃 C．铝合金 D．铜线 2.下列有关说法不合理的是 A．“缺铁性贫血”里所说的铁不是单质铁 B．家用铝锅可以用来盛放酸性食物 C．防毒面具里的滤毒罐是利用活性炭来吸附毒气 D．可用盐酸除去铁锈 3．下列有关金属的说法错误的是 A．常温下金属均为固态B．合金的很多性能与组成它们的纯金属不同 C．铁在潮湿的空气中比在干燥的空气中更易生锈 D．铝在空气中表面会生成致密的氧化铝薄膜，使铝具有很好的抗腐蚀性能 4．下列说法正确的是 A．铝是人类最早利用的金属材料 B．铜是目前世界年产量最高的金属C．大多数金属元素在自然界中以单质形式存在 D．日常使用的金属材料大多数是合金5．炼铁高炉中发生了下列反应： ①高温下一氧化碳将铁矿石还原为铁②高温煅烧石灰石 ③灼热的焦炭和二氧化碳反应④焦炭充分燃烧 其中属于化合反应的是 A．①和④B．②和③C．③和④D．只有④ 6．金属R与CuCl2溶液反应的化学方程式为： R+CuCl2＝RCl2+Cu，则下列说法错误的是 A．该反应是置换反应B．金属R可能是铝 C．金属R活动性比Cu强D．该反应前后R的化合价发生了改变7.小明发现月饼盒里的脱氧剂部分呈红褐色，查阅资料得知脱 氧剂中含有铁粉和活性炭。他猜想这包脱氧剂中可能含有：①Cu和C；②Fe2O3和C； ③Fe3O4和C；④Fe3O4、C和Fe；⑤Fe2O3、C和Fe。其中猜想合理的是 A．①③⑤B．②④⑤C．②⑤D．④⑤ 8.下图是探究铁制品锈蚀的条件时做的五个实验（铁钉在不同环境中），实验一段时间后， 得出的结论错误的是
第五章《金属的冶炼与利用》复习教学设计 一、设计思路 《金属的冶炼与利用》是上教版义务教育课程标准教科书第五章的内容。常规的元素化合物知识的复习，教师通常会帮助学生梳理已学知识、讲解知识点和例题，这样的课堂很少师生互动，缺乏真实生动的情境。作为启蒙阶段的化学学习，重视发挥学生的主体作用，让学有余力的学生在复习课上学会复习、提升思维品质。学生通过讨论、对比、活动探究等多种学习方式，对金属知识整理归纳，使所学知识结构化、系统化。应用理论探究，实验探究，如从氧化铁如何得到铁单质，如何探究金属的活动性等，将探究融入化学复习课。紧密联系生活实际，如双吸剂，金属的锈蚀，培养学生的社会责任感，应用化学知识解决生活中的简单问题。 二、教学目标 1．知识与技能 ⑴了解金属的物理特性及用途，了解铁生锈的条件及防止金属腐蚀的方法；知道铁的冶炼原理及工业炼铁的有关知识； ⑵认识常见金属的主要化学性质，能正确书写相关的化学方程式； ⑶了解金属活动性顺序及其简单应用。 2．过程与方法 ⑴初步学会运用分类、比较、归纳等方法对知识进行小结； ⑵初步学会用控制变量设计对比实验来探究金属的活动性及金属锈蚀的原理。 3．情感、态度与价值观 ⑴通过构建知识体系，培养学生严谨、认真的科学态度，激发学习化学的兴趣； ⑵通过问题的设计与解决，培养学生勤于思考、敢于表达、相互合作的意识。 三、教学重点及难点 1．教学重点：金属的化学性质；金属活动性顺序的简单应用； 控制变量设计对比实验。 2．教学难点：构建知识体系；控制变量设计对比实验。
复习课的教学设计，不是将所学知识简单重复或强化，而是帮学生将知识梳理归纳并应用于实际问题中。整节课的设计意图立足学生认知，从创设问题情境到已有知识的归纳和迁移，最后建立新的知识体系。例如证明双吸剂中铁粉和碳粉的存在，设计实验证明锌铁的活动性顺序，促使学生在实验设计、解决问题的过程中巩固旧知、获得新知。 在复习课中，创设双吸剂、铝的自我保护、黄金黄铜的区别等生活情境，帮助学生体验化学是一门真实有用的学科。随着学生对金属知识的不断学习，认知水平也由低到高发展，从而对自然界中的化学现象产生新的认识。本节课的教学设计，将化学知识与生活情境有机整合，帮助学生认识化学现象和化学本质之间的辩证关系，初步构建科学物质观。
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：
《6.2 金属矿物与冶炼》教学设计 教学目标： 一、知识与目标 1、了解元素有两种存在形态。 2、认识几种金属矿物。 3、了解实验室炼铁原理。 二、过程与方法 认识还原反应及物质的还原性。 三、情感态度与价值观 体验工业炼铁的过程和方法。 教学重点： 实验室模拟炼铁实验。 教学难点： 认识还原反应及物质的还原性 教学方法： 实验引导，观察分析，结合多媒体直观形象化，以学生为主体。 内容分析： 本节教学重点是钢铁冶炼，难点是还原反应。实验室模拟一氧化碳还原炼铁实验是新知，而还原性的概念学生已有相关知识，但还原反应概念学生相对比较陌生。 学情分析： 进入第六章金属的学习已有两个课时，学生已经基本掌握了金属的物理性质、化学性质及金属活动性顺序应用等知识，通过第五章内容的学习对于还原反应、还原性等概念都有了一定程度的认知，对于本节内容的学习起了铺垫作用。 设计思路： 本节课的重点内容钢铁冶炼分为两个环节，第一环节为实验室模拟一氧化碳还原炼铁实验，利用实验探究的方法反应方程式、装置、操作要点反应现象的描述几方面进行学习，第二环节为钢铁厂炼铁过程，先让学生自主阅读、归纳，再从原理、设备、原料几方面进行总结，加入视频观看使学生对钢铁的冶炼有更加直观感性的认识，巩固对重点知识的掌握，最后由冶炼方法直接引入金属冶炼方法的学习。
教学过程： 教学过程中的主要环节及要点： 板书设计： 6.2 金属矿物与冶炼 一、金属矿物 二、钢铁的冶炼 ⑴设备：高炉
⑵反应 ①焦炭转变成二氧化碳 ②二氧化碳变成一氧化碳 ③一氧化碳还原铁矿石⑶产物：生铁
6.2 金属矿物与冶炼 教学设计 第一初中王春枝
2014年中考化学一轮复习教案金属的冶炼与利用(2) 第13课时金属活动性顺序 【课时目标】 1．熟记金属活动性顺序表，并能根据金属活动性顺序对常见金属能否与稀盐酸（或稀硫酸）和盐溶液发生置换反应进行判断。 2．能用金属活动性顺序表解释日常生活中的一些现象。 3．能根据有关的实验现象判断出金属活动性顺序，能设计实验验证不同金属的活动性顺序。 4．能正确分析金属与盐溶液（或酸、盐混合溶液）混合经充分反应、过滤后所得固体的成分及滤液中的金属离子。 【自主复习】 1．金属单质与酸溶液能否发生置换反应，发生反应的剧烈程度，可说明金属的活动性_______；金属能否与盐溶液发生置换反应，也能说明金属的活动性_______；金属元素在自然界中有没有单质存在，也可说明金属的活动性_______。 2．默写常见金属的活动性顺序：_______、Sn、Pb、(H)、_______、Pt、Au（金属活动性由强到弱）。 3．写出金属与酸溶液发生置换反应的条件： (1)____________________________。 (2)____________________________。 4．写出金属与盐溶液发生置换反应的条件： (1)____________________________。 (2)____________________________。 (3)钾、钙、钠等非常活泼的金属除外。 5．完成下列反应的化学方程式。 (1)镁和稀硫酸：______________。 (2)铝和稀盐酸：______________。 (3)铁和稀盐酸：______________。 (4)铁和硫酸铜溶液：______________。 (5)铜和硝酸银溶液：______________。 注意：铁与酸或盐发生置换反应时生成亚铁盐。 6．能置换出酸中氢的金属活动性比氢_______，不能从盐酸、稀硫酸中置换出氢的金属活动性比氢_______，能置换出盐中金属的金属活动性比盐中金属_______。 7．按要求写出相应的化学方程式： (1)有银白色固体参加的置换反应：______________。 (2)有红色固体生成的置换反应：______________。 (3)有气体单质参加的置换反应：______________。 8．请用三种不同的实验方案探究金属镁、铁和铜的活动性顺序（只写所需药品）： (1)____________________________。
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
△ △ 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
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＋
高中化学网络探究教学案例――金属的冶炼 一．教材分析 本节教材分为两部分。教材首先以金属在自然界中的分布、存在状态、储量以及金属资源的回收、利用和保护作为本节的引言，引出第一部分关于金属的冶炼知识。在金属冶炼的三个步骤中，利用氧化还原反应原理，把金属矿石中的金属离子还原成金属单质这一步是最关键的步骤，也是化学所要研究的主要问题。由于金属的化学活动性不同，金属离子得到电子还原成金属原子的能力也就不同，冶炼方法当然不同。接着教材以金属活动顺序为线索，以举例的方式简介了金属冶炼的三种方法，即热分解法、热还原法和电解法。最后要求学生总结、归纳并揭示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教材第二部分是金属的回收和资源保护的有关知识，这些知识的要求不高（只有A级），可采用自学、讨论、发表意见等方法组织教学，主要目的是培养学生环保意识和资源观念，这也是教材4－20图的目的所在。 总之，本节课可以采用网络环境支持下的“学生自学讨论－师生共同归纳”的教学方法组织教学，以激发学生学习的积极性，培养他们自主学习的能力，同时，增强他们的环保和资源保护意识以及社会责任感。 二．教学目标 1. 知识方面： （1）、常识性介绍金属在自然界中的发布、存在形态以及储量（A级）。 （2）了解金属冶炼的一般原理及步骤（B级）。 （3）记住金属冶炼的三种方法，即热分解法、热还原法和电解法（A级）。（4）常识性介绍金属回收与环境资源保护的意义（A级）。 （5）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（B级）。2．能力方面： （1）通过金属冶炼的一般方法的教学，培养学生归纳，总结规律的能力，并掌握一般到个别的科学学习方法。 （2）通过网络环境支持下的自主学习，帮助学生初步学会利用网络进行学习。（3）培养学生的自主探究精神和自学能力；分析问题和解决问题的能力。3．情感方面： （1）通过浏览网页中我国古代冶金技术的相关内容，体会我国古代劳动人民的
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。
金属的冶炼教案 【教学背景】 在当今全球资源、能源供应紧张与人口迅速增长的矛盾日益突出的情况下，金属矿物和海水资源同人类的生活有着日益紧密的联系，教材从金属矿物以及海水资源的开发利用两个专题，阐明化学在自然资源的合理开发和综合利用上的作用。本节教学的主要目标是帮助学生认识和体会化学在自然资源开发和利用中的意义和作用，揭示化学与可持续发展的重要关系，树立资源保护意识及合理开发意识。 【教学目标】 ★知识与技能目标 1、了解金属元素在自然界的存在形态。 2、掌握金属冶炼的原理和方法。 3、掌握铝热反应及其应用。 4、了解海水资源开发和利用的前景及化学在其中可以发挥的作用。 ★过程与方法目标 1、培养学生的自学能力和查阅相关资料进行分析概括的能力。
2、通过案例探究培养学生学会运用观察、实验、比较、分类、归纳、概括等方法对获取的信息进行加工，同时训练学生的口头表达能力和交流能力。 3、通过对案例探究，激发学生学习的主动性和创新意识，从而悟出学好化学的科学方法。 ★情感态度与价值观目标 1、体会化学在自然资源开发和利用中的意义和作用，揭示化学与可持续发展的重要关系，树立资源保护意识及合理开发意识。 2、通过化学史的教学，使学生认识并欣赏化学科学对提高人类生活质量和促进社会发展的重要作用。 3、介绍我国古代在金属冶炼方面的成就，激发学生的爱国主义情感。 4、认识化学在环境保护钟的作用，树立绿色化学的观念。 【教学重点、难点】 教学重点：了解化学方法在金属矿物开发（主要是金属冶炼）及海水资源开发中的作用。 教学难点：学生在掌握金属冶炼的一般原理基础上，了解适用于不同金属的冶炼方法。 【教学方法】 多媒体辅助教学：利用图片、录像、多媒体课件等为学生提供丰富的背景材料，以便形成丰富的感性认识。
初中化学专项复习之金属的冶炼与利用检测题（解析版） 姓名:_____________ 年级:____________ 学号:______________ 题型选择题填空题简答题xx题xx题xx题总分得分 一、选择题（共22题） 1.下列性质都属于金属的物理性质的是（） ①导电性②熔点低③延展性④有金属光泽⑤不易导电⑥导热性 A. ②⑤ B. ①③④⑥ C. ②④⑤⑥ D. ①②③④⑤⑥ 【答案】B 难度：基础知识点：金属材料 2.相同质量的Mg、Fe分别与足量的稀盐酸作用，产生H2的质量m（H2）与加入稀盐酸的体积V（稀盐酸）的关系如下所示，其中正确的是（） 【答案】D解析：Mg比Fe活泼，Mg与稀盐酸反应产生气体的速率比Fe快。根据两者与稀盐酸反应的化学方程式可知：24 g Mg与足量的稀盐酸反应能产生2 g氢气，56 g Fe与足量的稀盐酸反应能产生2 g氢气，所以相同质量的Mg和Fe与足量的稀盐酸反应，Mg产生的气体质量比Fe多。 难度：中等知识点：金属的化学性质 3.铝是生活中最为常见的金属之一。关于铝的“自我保护”能力极强的原因，这一问题引起了同学们的极大兴趣，大家纷纷提出自己的看法：①铝的化学性质本来不活泼，难被腐蚀；②市场上的铝材料通常是铝合金，合金是不发生化学反应的；③铝性质活泼，表面能产生一层结构致密的氧化膜。你所认同的是（） A.① B.② C. ③ D.①②③ 【答案】C解析：①错误，因为铝的化学性质比较活泼；②错误，合金同样能发生化学反应；③正确，由于铝与氧气生成了一层致密的氧化物保护膜，所以，虽然铝的化学性质比较活泼，但不易被腐蚀。 难度：中等知识点：金属的化学性质 4.实验室里，用如右图所示装置还原氧化铁的过程中，可能生成四氧化三铁、氧化亚铁或铁等固体物质。关于该实验，下列说法错误的是（） A.实验时，试管中澄清的石灰水变浑浊，证明该反应有二氧化碳生成 B.实验结束时，玻璃管中红色的氧化铁粉末变成黑色，该产物不一定是铁 C.反应后，玻璃管中的固体物质的质量比反应前减少了，证明一定有铁生成 评卷人得分