铁铜的冶炼

2022届高三高考化学高频考点专项练习

专题六 铁、铜及其化合物 金属的冶炼

考点1 铁及其重要化合物

1.[2021甘肃酒泉模拟]下列实验操作或方法正确的是 ( )

A.检验某溶液中是否含有Fe2+时,先加入少量H2O2,再滴加KSCN溶液

B.配制100 mL 1 mol·L-1 NaCl溶液时,用托盘天平称取5.85 g NaCl固体

C.将FeCl3饱和溶液煮沸制备Fe(OH)3胶体

D.用紫色石蕊溶液鉴别乙醇、乙酸和苯

2.[2021山西师大附中模拟]已知:2Fe3++2I-2Fe2++I2,2Fe2++Br22Fe3++2Br-。向含等物质的量浓度的FeI2、FeBr2混合溶液中通入一定量的氯气后,再滴加少量的KSCN溶液,溶液变红,则下列离子方程式书写不合理的是( )

A.2I-+2Fe2++2Cl22Fe3++I2+4Cl-

B.2Br-+2I-+2Fe2++3Cl2I2+Br2+2Fe3++6Cl-

C.2Br-+4I-+2Fe2++4Cl22I2+Br2+2Fe3++8Cl-

D.2Fe2++4I-+3Cl22Fe3++2I2+6Cl-

3.[2021河北衡水调研]以某硫酸渣(含Fe2O3、SiO2等)为原料制备铁黄[FeO(OH)]的一种工艺流程如图所示:

下列说法不正确的是 ( )

A.“酸溶”中加热或搅拌或适当增大硫酸浓度均可加快溶解速度

B.滤渣含只有SiO2、Fe

C.“沉铁”过程中生成Fe(OH)2的化学方程式为FeSO4+2NH4HCO3Fe(OH)2↓+(NH4)2SO4+2CO2↑

D.“氧化”Fe(OH)2浆液时,可用氯气代替空气

4.[2021皖赣联考改编]下列实验操作对应的实验现象及实验结论都正确,且两者具有因果关系的是 ( )

选项 实验操作 实验现象 实验结论

A 向稀硝酸中加入过量铁粉,充分反应后,再滴加KSCN溶液 有气体生成,溶液呈红色 稀硝酸将Fe氧化为Fe3+

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。

世上无难事，只要肯攀登

铜的冶炼工艺

从铜矿中开采出来的铜矿石，经过选矿成为含铜品位较高的铜精矿或者说

是铜矿砂，铜精矿需要经过冶炼提成,才能成为精铜及铜制品.目前，世界上铜

的冶炼方式主要有两种：即火法冶炼与湿法冶炼(SX-EX)

1.火法:

通过熔融冶炼和电解精火炼生产出阴极铜，也即电解铜，一般适于高品位的

硫化铜矿。

除了铜精矿之外,废铜做为精炼铜的主要原料之一，包括旧废铜和新废铜，旧

废铜来自旧设备和旧机器，废弃的楼房和地下管道;新废铜来自加工厂弃掉的铜

屑(铜材的产出比为 50%左右),一般废铜供应较稳定，废铜可以分为：裸杂铜:品

位在 90%以上;黄杂铜(电线):含铜物料(旧马达、电路板);由废铜和其他类似材料

生产出的铜，也称为再生铜。

2.湿法:

一船适于低品位的氧化铜，生产出的精铜称为电积铜。

3. 火法和湿法两种工艺的特点

比较火法和湿法两种铜的生产工艺，有如下特点：

(1)后者的冶炼设备更简单，但杂质含量较高，是前者的有益补充。

(2)后者有局限性，受制于矿石的品位及类型。

(3)前者的成本约在 70-80 美分/磅(约合 1540-1760 美元/吨)，后者仅为 30-40

美分/磅(约合 660-880 美元/吨)。

可见，湿法冶炼技术具有相当大的优越性，但其适用范围却有局限性，并不

是所有铜矿的冶炼都可采用该种工艺。不过通过技术改良，这几年已经有越来

越多的国家，包括美国、智利、加拿大、澳大利亚、墨西哥及秘鲁等，将该工

从铁、铜、铝、钛制备工艺的不同特点

因为铁 铜 铝 钛 具有不同的物理化学性质，因此制备过程存在差异，可从原料，设备提纯等方面进行比较。

铁的制备工艺：原料为矿石，熔剂，焦炭等。矿石多选用赤铁矿（ ）， 等，用到的熔剂常为石灰石，用来除去矿石中的脉石，用到的设备主要是高炉，在高炉内发生一系列物理化学反应：燃料燃烧；铁的还原：Fe2O3→Fe3O4→FeO→Fe；石灰石分解与造渣，然后进行提纯：除去生铁中多余的碳、硫、磷等有害杂质：氧化；造渣脱磷和脱硫；脱氧：将FeO还原成Fe。

铜的制备：主要原料为铜矿石，如黄铜矿（CuFeS2）、斑铜矿（Cu3FeS2）、辉铜矿（Cu2S）、铜蓝（CuS）等；用到的主要设备为熔炼炉，进行造锍熔炼，

生产出冰铜--将冰冰铜转炉吹炼形成粗铜---粗铜的火法精炼得到精铜，为进一步提纯可以进行电解精炼。与铁的提纯不同之处在于铁是经过还原反应，而铜是通过火法精炼和电解精炼。

铝的制备：主要原料为铝土矿（Al2O3、Fe2O3、SiO2 及少量的TiO2）；用到的主要设备为回转窑，在其中进行烧结。经过浸出，脱硅，精铝酸钠溶液分解等一系列过程之后得到Al2O3。将Al2O3电解得到Al.这与电解法提纯精铜的方法类似，但是与铜不同的是铜可以导电，而固体氧化铝粉末不导电，为使其导电必须变为熔融状态。

钛的制备：主要原料为含钛矿物，如金红石：TiO2，钛铁矿：FeTiO3，钙钛矿：CaTiO3，钛硅酸钙：CaO•TiO2•SiO2等。主要设备为熔炼炉，用石油焦作还原剂，还原熔炼制备高钛渣，然后进行高钛渣的选择氯化—得到TiCl4，利用各种氯化物沸点不同精馏提纯TiCl4。 最后提纯的方法是镁、钠还原四氯化钛—海绵钛，最后经过电解精炼--真空熔炼--自耗电弧熔炼--粉末冶金，得到钛。可见钛的提纯最为复杂，虽然也用到和铁相似的还原法，但是必须在惰性气体保护下才可以进行。