镁和铝的冶炼

钾钙钠镁铝锌铁锡铅氢铜汞银铂金冶炼方法
一、矿石选矿
矿石选矿是指从矿石中分离出有用元素的程序，是冶炼过程的第一步。

按照比重进行湿选，将有用金属部分及其杂质在特定浓度的反流药液中浮
选出来，也可将混入碱金属的多元素矿石放入高温的酸浴中进行分离，将
多元素矿石中比较轻的金属元素沉淀出来。

二、初步精炼
初步精炼加工是指将金属原料进行加热分离，将金属中杂质的元素分
离出来，从而获得纯粹的金属元素。

有时也可能经过熔融精炼技术，将金
属元素中的杂质剔除下来，以获得纯度较高的金属元素。

三、精细精炼
精细精炼是指将受熔融精炼加工后，仍含有少量杂质的金属元素，进
行进一步分离提纯的过程。

常用的精细精炼方法有气相沉淀法、蒸馏法、
离子交换法等。

四、冶炼技术应用
1.碱熔法冶炼钾、钙、钾和镁等金属：碱熔法是一种热分离的冶炼方法，将金属元素放入含碱的高温熔池中，经过碱溶解，金属元素易溶于碱液，杂质和有害元素沉淀在池底，达到分离提纯的目的。

2.电解冶炼钠、铝等金属：将金属原料放入含有其他电解质的电解槽中，金属元素在电场中碳极中还原，形成金属晶体。

镁、铝、铜及其化合物金属冶炼一、镁、铝单质的性质1．镁、铝的结构和存在镁、铝分别位于元素周期表的第三周期ⅡA族和ⅢA族，原子结构示意图为和，它们都是活泼的金属，在自然界中全部以化合态的形式存在。

铝是地壳中含量最多的金属元素。

2．金属铝的物理性质银白色有金属光泽的固体，有良好的延展性、导电性和导热性等，密度较小，质地柔软。

铝的熔点比镁高，硬度比镁大。

3．对比掌握镁、铝的化学性质铝镁与非金属反应能被Cl2、O2氧化2Mg＋O2=====点燃2MgO 3Mg＋N2=====点燃Mg3N2与水反应反应很困难能与沸水反应Mg＋2H2O=====△Mg(OH)2＋H2↑与酸(H＋)反应能与H＋反应产生H2反应速度比Al快Mg＋2H＋===Mg2＋＋H2↑与碱反应能溶于强碱溶液产生H2不反应与某些氧化物反应能与Fe2O3、MnO2、Cr2O3等金属氧化物发生铝热反应能在CO2中燃烧：2Mg＋CO2=====点燃2MgO＋C问题思考铝的化学性质用以下转化关系表示写出图中有关反应的化学方程式或离子方程式：①________________________________________________________________________。

②________________________________________________________________________。

③________________________________________________________________________。

④________________________________________________________________________。

答案 4Al ＋3O 2=====△2Al 2O 3 2Al ＋Fe 2O 3=====高温2Fe ＋Al 2O 3 2Al ＋6H ＋===2Al 3＋＋3H 2↑2Al ＋2OH －＋2H 2O===2AlO －2＋3H 2↑ 4．铝的制备(1)铝土矿――→提纯Al 2O 3。

高二化学镁和铝的冶炼试题1.用一张已除去表面氧化膜的铝箔紧紧包裹在试管外壁(如图)，将试管浸入硝酸汞溶液中，片刻取出，然后置于空气中，不久铝箔表面生出“白毛”，红墨水柱右端上升。

根据实验现象判断下列说法错误的是()A．实验中发生的反应都是氧化还原反应B．铝是一种较活泼的金属C．铝与氧气反应放出大量的热量D．铝片上生成的白毛是氧化铝和氧化汞的混合物【答案】D【解析】将铝箔浸入硝酸汞溶液中，发生反应2Al＋3Hg2＋===3Hg＋2Al3＋，该反应属于氧化还原反应。

反应后有金属汞附在铝箔上，铝比汞活泼。

在空气中，铝易与O2反应4Al＋3O2===2Al2O3，该反应也是氧化还原反应。

有汞存在时，铝更易反应，由红墨水的右端上升可推断，该反应放热，使试管内压强增大。

汞化学性质稳定，在常温下不与O2反应【考点】考查金属铝的性质、氧化还原反应以及反应热的有关判断点评：该题是高考中的常见考点，属于中等难度的试题。

试题设计新颖，针对性强，有利于考查学生灵活运用基础知识解决实际问题的能力。

2.海水中镁的总储量约为1.8×1015吨，而目前世界上利用的镁60%来自海水。

如图是海水提取镁的工艺流程图。

根据上面的图示，回答下列问题：(1)请写出海水提取镁的工艺流程中属于分解反应的一个化学方程式：________________________________________________________________________。

(2)工业上采用电解熔融MgCl2的方法制得金属镁，电解槽中阴极的电极反应式为：________________________________________________________________________。

(3)上述制备镁的工艺流程中，适合循环经济的做法是________________________________________________________________________。

化工生产中的镁、铝冶炼流程分析1．从海水中提取镁的流程分析(1)流程：(2)主要化学反应：①制石灰乳：CaCO 3=====高温CaO ＋CO 2↑、CaO ＋H 2O===Ca(OH)2；②沉淀Mg 2＋：Mg 2＋＋Ca(OH)2===Mg(OH)2＋Ca 2＋；③制备MgCl 2：Mg(OH)2＋2HCl===MgCl 2＋2H 2O ；④电解MgCl 2：MgCl 2(熔融)Mg ＋Cl 2↑。

2．从铝土矿中冶炼铝的两个流程流程一：碱溶法①Al 2O 3＋2OH －===2AlO －2＋H 2O ，SiO 2＋2OH －===SiO 2－3＋H 2O ；③AlO－2＋CO2＋2H2O===Al(OH)3↓＋HCO－3，SiO2－3＋2CO2＋2H2O===H2SiO3↓＋2HCO－3。

(2)步骤③中不用盐酸(或H2SO4)酸化的理由是因为AlO－2与酸反应生成的Al(OH)3具有两性，可溶于强酸，不易控制酸的量；CO2廉价而且生成的副产物NaHCO3用途广泛，经济效益好。

(3)步骤④中得到较纯的Al2O3，可能含有SiO2杂质，在电解时它不会影响铝的纯度的原因：由于SiO2的熔点很高，在加热到1 000 ℃左右时不会熔化，因而不影响铝的纯度。

流程二：酸溶法讨论回答下列问题：(1)写出①、②中可能发生反应的离子方程式。

①Al2O3＋6H＋===2Al3＋＋3H2O，Fe2O3＋6H＋===2Fe3＋＋3H2O；②Al3＋＋4OH－===AlO－2＋2H2O，Fe3＋＋3OH－===Fe(OH)3↓。

(2)步骤②中不用氨水沉淀Fe3＋的原因：Al(OH)3只能溶于强碱，不能溶于氨水，用氨水不能将Fe(OH)3和Al(OH)3分离。

练一练1．目前世界上60%的镁是从海水中提取的。

已知海水提取镁的主要步骤如下：(1)关于加入试剂①作沉淀剂，有以下几种不同方法，请完成下列问题。

) ；(二) ；(三) ；(四) 。

电解法制镁铝的原理
电解法制镁铝是一种重要的金属生产工艺，通过电解法可以高
效地生产出高纯度的镁和铝。

其原理是利用电解池中的电解质溶液，在电流的作用下将金属离子还原成金属沉积在阴极上，同时在阳极
上发生氧化反应。

首先，电解法制镁铝的原料主要是氧化铝和氧化镁。

这些原料
经过熔融或溶解后，形成了电解质溶液，其中含有氧化铝和氧化镁
的离子。

在电解池中，设置有一对电极，其中一个是阴极，另一个
是阳极。

当外加电流通过电解质溶液时，金属离子在电场的作用下
会向电极迁移。

在阴极上，金属离子接受电子，发生还原反应，从而沉积出金属。

在这个过程中，氧化铝和氧化镁的离子被还原成铝和镁分别沉
积在阴极上。

同时，在阳极上，氧化反应发生，形成氧气或二氧化
碳等气体。

通过这种电解法制镁铝的原理，可以高效地生产出高纯度的镁
和铝。

这种方法不仅可以提高金属的纯度，还可以减少能源消耗和
环境污染，因此在工业生产中得到了广泛的应用。

镁和铝的冶炼【教学目的】1.使学生了解金属的通性。

2.使学生了解铝的物理性质以及用途。

3.使学生掌握镁和铝的化学性质。

4.使学生了解铝的几种重要化合物。

5.使学生初步了解合金。

【教学重点】镁和铝的化学性质、氢氧化铝的两性【教学难点】氢氧化铝的两性【教学用具】投影仪、胶片、铝箔、氧气、粗铁丝、火柴、NaOH溶液、CO2、镁带、氯酸钾、氧化铁、铝粉、滤纸、蒸发皿、砂纸、带铁圈的铁架台、0.5 mol·L－1Al2(SO4)3、氨水、2mol·L－1盐酸、氧化铝、沙子【课时安排】 2课时。

【教学方法】1.运用周期律知识讨论推断镁和铝的物理性质和化学性质，以及在工农业生产上的用途。

2.用“实验——对比”的方法归纳镁、铝的化学性质。

3.运用电离平衡的知识，分析、讨论氢氧化铝的两性。

4.对于氢氧化铝的教学采用实验探究法【教学过程】第1课时［引言］人类已经发现了一百多种元素，其中大约有4／5是金属元素。

金属在人类社会的发展进程中，一直起着非常重要的作用。

即使在各种各样的新材料层出不穷的现代社会中，金属仍然起着不可替代的作用。

在日常生活中我们常常接触到各种各样的金属，因此，我们了解金属的重要性质是很必要的。

［师］按照不同的分类标准，可对金属从不同的角度进行分类。

［板书］1.冶金工业的分类方法黑色金属：铁、铬、锰（注意：实际上，铁、铬、锰均为银白色金属）有色金属：除上述三种以外的其他金属，如常见的铝、镁等。

2.根据金属密度的大小轻金属：密度小于4.5 g·cm－3的金属。

如铝、钾、镁、钠等。

重金属：密度大于4.5 g·cm－3的金属。

如铁、铜、银、汞等。

3.根据地壳中的含量常见金属:如铁、铜、锡、镁、铝等。

稀有金属：如钽、锆、铌等。

［师］［展示几种金属样品］同学们，我这儿有几种金属样品，请仔细观察，大家通过讨论得出金属的通性。

［生］物理性质1.常温时，除了汞为液体外，其他金属都是固体。

高炉镁铝比的作用
高炉镁铝比是指高炉炼铁过程中矿石中镁与铝元素的含量比值。

镁铝比是高炉渣的一个重要指标，对高炉冶炼过程和炼铁质量具有重要影响。

正确的镁铝比可以提高高炉的冶炼效果，保证炼铁质量。

高炉镁铝比的作用是影响高炉渣的流动性。

高炉渣在高炉内起到重要的保护炉壁和炼铁料的作用。

适当的镁铝比可以使渣体的流动性增加，提高渣铁的分离效果，减少渣铁混合，保证铁水的纯净度。

高炉镁铝比的作用是影响高炉渣的脱硫性能。

高炉渣中的镁和铝元素可以与硫元素反应生成类似镁铝尖晶石的化合物，从而达到脱硫的目的。

适当的镁铝比可以提高渣体的脱硫能力，减少炼铁过程中的硫含量，提高炼铁质量。

高炉镁铝比的作用还包括影响高炉渣的热稳定性。

在高炉内部，渣体需要承受高温和高压的环境。

适当的镁铝比可以提高渣体的热稳定性，防止渣体在高温下发生熔化或结晶，保持渣体的流动性和稳定性。

高炉镁铝比还可以影响高炉的冶炼温度和冶炼速度。

适当的镁铝比可以提高高炉的冶炼温度，加快炉内物料的热传导速度，缩短冶炼时间，提高生产效率。

同时，镁铝比还可以影响高炉的燃烧效率，提高炉内燃烧产生的热量利用率。

高炉镁铝比还可以影响高炉渣的粘度。

适当的镁铝比可以提高渣体的粘度，增加渣体的粘附性，减少渣铁间的分离，保证铁水的纯净度。

高炉镁铝比是高炉冶炼过程中一个重要的参数，对高炉的冶炼效果和炼铁质量具有重要影响。

适当的镁铝比可以改善高炉渣的流动性、脱硫性能、热稳定性和粘度，提高炼铁效率和质量。

因此，在高炉冶炼过程中，需要合理控制镁铝比的值，以实现高炉的高效稳定运行。