人教版高二化学 第十一章 第三节 金属的冶炼5页

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第三节 金属的冶炼

新大纲要求：
(1)金属冶炼的一般原理(B)
(2)金属回收的重要意义，资源保护意识。(A)
基础知识
一、金属的存在
金属在自然界分布很广，无论是矿物、还是动植物体内，或多或少都含有金属元素。在
人体血液中各金属元素质量分数的大小和地壳中相应元素质量分数的大小有着惊人的一致
关系 (铝等少数例外)，但环境中若某元素含量超过正常值时，常会引起人体内该元素含量偏
离正常值，最终损害人体健康。如：使用含铅汽油会造成大气沿污染，若进人人体的铅偏多
会损伤脑及脊髓；使肾功能失调，儿童智力减退。我国金属资源较丰富，钨、钛、锑金属的
含量居世界首位，稀土元素资源占世界总储量的 80％。
金属在自然界主要以化合态形式存在，只有少数不活泼的金属才存在的游离态。
二、金属的冶炼
从矿物中生产各种金属一般经过预处理、熔炼和精炼三个步骤。
1.预处理 一般金属矿石必须先经过预处理，除去矿物中的一些杂质，提高矿石中金属
元素的含量。金属预处理还包括金属矿物的转化，把金属矿物转化为便于还原成金属单质的
物质。如煅烧金属碳酸盐矿物得金属氧化物：
MCO3=MO+CO2↑
又如焙烧金属硫化物矿石，使之成为金属氧化物：
3O2+2MS=2MO+2SO2↑
2.冶炼 利用氧化还原反应原理，在一定条件下，用还原法把金属离子还原成金属单质。
由于矿物中金属离子得电子能力不同，所以，将金属矿物中的金属离子还原成单质的冶炼方
法也不同(见下表)
Na Mg Al Zn Fe Sn Pb Cu Hg Ag Pt
Au
冶
炼
法
电解法 还原剂还原法 加热分解法 分 离
提 纯
法
实
例
3.精炼 便用还原剂还原法制得的金属一般含有较多的有害杂质。如含其它金属或非金
2 3 22 4 3Al O Al O→ +
直流电
2 2
2
(
( 2
MgCl Mg Cl
Na Cl
→ + ↑
→ + ↑
直流电
直流电
熔融)
2NaCl 熔融)
2 3 3 2 3 (
ZnO C Zn CO
Sb S Fe Sb Fe
+ → +
+ = +
高温
渣)
2
2 2
2 2HgO Hg O
HgS O Hg SO
∆→ + ↑
+ = +

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属。为了满足金属的多种用途，除去金属中的有害杂质是必要的。低沸点金属(如锌和汞)可
以用蒸馏法与较不易挥发的有害杂质分离而达到提纯
电解法精炼金属是使用最广泛的金属精炼法，铜、银、金、铅等都可以用这种方法精炼。
知识归纳
1.金属活动顺序表的应用
①氢以前的金属能置换非氧化性酸中的氢。
②氢以后的金属不能跟非氧化性酸反应，只能与强氧化性酸反应。
③氢以前金属与氧化性酸反应的产物与金属活泼性、酸的浓度、温度等多种因素有关。
2．判断金属与盐溶液反应的产物
①除活泼金属(K、Ca、Na、Ba 等)，前面金属能将后面的金属从其盐溶液中置换出来。②
后面的金属也可以和前面金属元素的高价阳离子发生非置换反应。如 2Fe3++Cu=2Fe2++ Cu2+
③其它情况：如 3Zn+2FeCl3+6H20=2Fe(OH)3↓+3ZnCl2+3H2↑
3.判断金属与 H20 反应的产物
①K、Ca、Na 遇冷水迅速反应生成碱和 H2。
②Mg 在冷水中缓慢反应，在沸水中能较快反应生成碱和 H2。
③Al 在冷水中不反应，在沸水中微弱反应生成碱和 H2。
④Zn、Fe、Sn、Pb 能在红热条件下与水蒸气反应生成氧化物和 H2。
如： 3Fe+4H20(气)=Fe304+4H2。
⑤氢以后金属不与 H20 反应。
4.判断原电池的电极和电极反应
相对活泼的金属作负极，发生氧化反应。
5.判断电解时阳离子放电顺序
与金属活动顺序相反
Ag+>Fe3+>Hg2+ >Cu2+> Pb2+>Sn2+>Fe2+>Zn2+> (H+)>Al3+>Mg2+>Na+>Ca2+>K+
6.判断硝酸盐受热分解产物
①K→NA．硝酸盐→亚硝酸盐+O2↑
②Mg→Cu：硝酸盐→氧化物+NO2↑+O2↑
③Hg→Ag：硝酸盐→金属单质+N02+O2↑
7.判断金属冶炼方法
①K→Al：电解法。②Zn→Cu：还原法。③ Hg→Ag：加热法。④Pt、Au：物理方法。
8.判断不溶性碱热稳...