金属的冶炼【考纲要求】1.常识性了解金属在自然界中的分布、存在形态以及储量；2.了解金属冶炼的一般原理及步骤，记住金属冶炼的三种方法，即热分解法、热复原法和电解法；3.常识性了解金属回收与环境资源保护的意义；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.教与学方案【自学反响】1.金属在自然界存在有态也有态，（1）你能否给金属的冶炼下一个定义？（2）金属冶炼的原理是什么？（3）金属冶炼一般要经过那几个步骤？（4）金属冶炼有哪些方法？金属活动顺序与金属冶炼方法有没有联系呢？如果有，有什么规律吗？金属冶炼的一般规律：KCaNaMgAl（）法ZnFeSnPb(H)Cu（ ）法HgAg PtAu（ ）法 （ ）法(5)在热复原法中复原剂通常是与金属氧化物反响，如果矿石不是氧化物而是硫化物或碳酸盐时，怎么办？(6)焦炭和氢气作为复原剂有什么区别（优缺点），如果要冶炼纯度很高的金属一般要选用什么复原剂？用Al作为复原剂一般用于冶炼哪些金属？2.金属冶炼的常见方法（１）热分解法：10/10\n请写出中学化学中常见的用此法制取某些金属的化学方程式（１）热复原法：对于多数金属的冶炼，常用的复原剂如焦碳、一氧化碳、氢气和活泼金属加热反响的方法。如：Fe2O3+C= CuO+CO=WO3 +H2=MnO2+Al=(3)电解法:在金属活动顺序表中，等金属的复原性很强，这些金属都很容易失电子，因此不能用一般的方法和复原剂使其从化合物中复原出来，只能用电解其和的方法来冶炼.如(请用相关的化学方程式举例:说明)【例题解析】[例1]Fe是地壳中含量很丰富的元素，也是生物体所必需的元素。（1）自然界中铁矿石主要有赤铁矿和磁铁矿，金属铁是在高炉中冶炼的，高炉炼铁除了参加铁矿石外，还需参加焦炭和石灰石。请填空：①写出磁铁矿主要成分的化学式：。②写出赤铁矿被复原成铁的化学方程式：。③写出焦炭在高炉中参与反响的两个化学方程式：。④写出CaCO3所参与反响的两个化学方程式：。解题思路:。易错点:。[例2]已知Fe2O3在高炉中有以下反响Fe2O3＋CO→2FeO＋CO210/10\n反响形成的固体混和物（Fe2O3、FeO）中，元素铁和氧的质量比用mFe︰mO表示。（1）上述固体混和物中，mFe︰mO不可能是（选填a、b、c多项选择扣分）A.21︰9B.21︰7.5C.21︰6（2）假设mFe︰mO＝21︰8，计算Fe2O3被CO复原的百分率（3）设Fe2O3被CO复原的百分率为A％，那么A％和混和物中mFe︰mO的关系式为（用含mFe、mO的代数式表示）。A％＝请在以以下图中画出A%和mFe/mO关系的图形。（4）如果Fe2O3和CO的反响分两步进展：3Fe2O3＋CO→2Fe3O4＋CO2Fe3O4＋CO→3FeO＋CO2试分析反响形成的固体混和物可能的组成及相应的mFe︰mO（令mFe︰mO＝21︰a，写出a的取值范围）。将结果填入下表。混和物组成（用化学式表示）a的取值范围解题思路:。易错点:。【考题再现】1.铁是自然界分布最广的金属元素之一，在地壳中的质量约占5%左右。铁矿石的种类很多，重要的有磁铁矿石（主要成分是Fe3O4）、赤铁矿石（主要成分是Fe2O3）等。（1）写出赤铁矿炼铁的主要化学方程式：；10/10\n（2）红热的铁能跟水蒸气反响，有一种产物是可燃性气体，那么其反响式为：；在常温下，铁跟水不起反响。但是，在水和空气里的氧气及二氧化碳等的共同作用下，铁很容易生锈而被腐蚀，每年因腐蚀而损失的钢材占世界钢铁年产量的四分之一。刷油漆是重要的防腐蚀措施之一，油漆防腐蚀的主要原理是。（3）铁元素是人体的重要营养元素，举一例说明铁元素在人体中的重要作用：。思维方法:。展望高考:2.海水的综合利用可以制备金属镁，其流程如以以下图所示：（1）假设在空气中加热MgCl2·6H2O，生成的是Mg(OH)Cl或MgO，写出相应反响的化学方程式。用电解法制取金属镁时，需要无水氯化镁。在枯燥的HCl气流中加热MgCl2·6H2O时，能得到无水MgCl2，其原因是（2）Mg(OH)2沉淀中混有的Ca(OH)2应怎样除去？写出实验步骤。（3）实验室里将粗盐制成精盐的过程中，在溶解、过滤、蒸发三个步骤的操作中都要用到玻璃棒，分别说明在这三种情况下使用玻璃棒的目的；溶解时：。过滤时：。蒸发时：。思维方法:。展望高考:3.孔雀石和石青是自然界存在的两种碳酸盐类铜矿，它们的化学组成可表示为：xCuCO3·yCu(OH)2(x、y为正整数且)（1）孔雀石和石青分别与过量盐酸反响时，孔雀石耗用的盐酸的物质的量与生成的CO2的物质的量之比为4∶1；石青那么为3∶1。请推算它们的化学组成。孔雀石∶；石青：。10/10\n（2）现有孔雀石和石青混合样品，取两份等质量的样品，在一份中参加过量盐酸，生成CO23.36L（标准状况下）；加热另一份样品使其完全分解，得到CuO20g，试通过计算确定该混合物中孔雀石和石青的物质的量之比。思维方法:。展望高考:【针对训练】A.根底训练1．在铁粉中参加稀HNO3，当反响完全后，尚残留少量铁粉，那么溶液中含量较大的阳离子是A．Fe2+B．Fe3+C．H+和Fe2+D．Fe2+和Fe3+2．用含硫量较高的生铁来炼钢时，应采取的措施是（）A．参加较多的硅铁B．参加较多的焦炭C．使用较多的生石灰D．掺入含磷较高的废铜3．以下表达中，正确的选项是（）A．含金属元素的离子不一定都是阳离子B．在氧化复原反响中，非金属单质，一定是氧化剂C．是元素从化合态变为游离态时，该元素一定被复原D．金属阳离子被复原不一定得到金属单质4．某金属单质跟一定浓度的硝酸反响，假定只产生单一的复原产物。当参加反响的单质与被复原硝酸的物质的量之比为2∶1时，复原产物是（）A．N2OB．NOC．NO2D．N25．制印刷电路时常用氯化铁溶液作为“腐蚀液”，发生的反响为2FeCl3+Cu=2FeCl2+CuCl2。向盛有氯化铁溶液的烧杯中同时参加铁粉和铜粉，反响完毕后，以下结果不可能出现的是A．烧杯中有铜无铁B．烧杯中有铁无铜10/10\nC．烧杯中铁、铜都无D．烧杯中铁、铜都有6．不用其它试剂，限用化学方法区别以下两组内的四瓶溶液：①FeCl3、BaCl2、MgSO4、Al2(SO4)3②Al 2(SO4)3、盐酸、BaCl2、K2CO3（）A．只有①组可以B．只有②组可以C．两组都可以D．两组都不可以B.提高训练7．有A、B、C三种单质，常温下A是固体，B是液体，C是气体。X、Y、Z是均含同一种元素的化合物，Y溶于水得无色溶液，Y的水溶液能跟A反响，它们之间的相互转化关系如右图所示，其中X的化学式为。8．将agMgCO3与hgNaHCO3分别参加到100mL1mol/L的盐酸中，假设反响后所得两种溶液的质量相等，那么a与b的关系和取值范围是。9．有A、B、C、D、E五种溶液，它们的阳离子分别是Ag+、Na+、Ba2+、Al3+、Fe3+，阴离子分别是Cl－、NO3－、OH－、SO42－、CO32－（都不重复）现进展如下实验：（1）C溶液中参加纯铁粉，溶液质量增加。（2）A、E溶液都呈碱性。那么得0.1mol/L的A溶液pH值小于13。（3）在B溶液中逐滴参加氨水，出现沉淀，继续参加氨水，沉淀消失。（4）在D溶液中参加硝酸钡溶液无现象。由上述现象可推知各种溶液中所含的阳、阴离子是溶液ABCDE阳离子阴离子C.能力训练10.推断以下由两种金属组成的合金成份，并写出有关反响的离子方程式:10/10\n(1)合金由和组成(2)写出②、③、⑤反响的离子方程式是②③⑤11．有一种工业废水，已知其中含有大量硫酸亚铁，少量Ag+和Na+。今设计一种既经济又合理的方法，回收银和硫酸亚铁。设计方案如以以下图所示，（1）药品①是（2）沉淀是（3）药品②是（4）母液中存在的阳离子有12．提示：某些金属氧化物跟熔融烧碱反响可生成盐。根据以下化学反响框图填空：（1）单质F是（2）写出由E生成G的离子反响方程式（或化学方程式）（3）溶液I中所含金属离子是（4）由C→E+F假设改用浓酸，那么不能选用的浓酸是（写分子式）10/10\n13．A、B、C、D是四种可溶性离子化合物，其组成中的阴阳离子各不相同，它们在溶液中电离的阴、阳离子分别为Cl－、SO42－、NO32－、OH－、Ag+、Na+、Mg2+、Cu2+。当四种物质的稀溶液反响时产生如下现象①A+B→产生白色沉淀；②B+D→产生白色沉淀；③C+D→产生蓝色沉淀。由此可以判断（写分子式）ABCD。14．为测定一种复合氧化物型的磁性粉末材料的组成，称取6.26g样品，将其全部溶于过量稀硝酸后，配成100mL溶液。取50mL溶液，参加过量K2SO4溶液，生成白色沉淀，经过滤、洗涤，烘干后得2.33g固体。另取25mL溶液，参加少许KSCN溶液，显红色。再取余下的25mL溶液，参加过量NaOH溶液，生成红褐色沉淀，将沉淀过滤、洗涤，灼烧后的0.80g固体。请计算并结合推理填写下表。组成该磁性材料的元素是各元素的质量比是各元素的原子个数比是该磁性材料的化学式为15．取一根镁条置于坩锅内点燃，得到氧化镁和氮化镁混合物的总质量为470g.冷却后参加足量水，将反响产物加热蒸干并灼烧，得到的氧化镁质量为0.486g。⑴写出氮化镁与水反响生成氢氧化镁和氨的化学方程式。⑵计算燃烧所得混合物中氮化镁的质量分数。第四课时金属的冶炼【针对训练】1．A2．C3．AD4．A5.B提示：复原性：Fe>Cu，氧化性：Fe3+>Cu2+>Fe2+,Fe先于Cu参加反响，烧杯中不可能有Fe无Cu。6．B7．FeBr210/10\n8．a=b<4,2,提示：此题属于字母型讨论计算问题，有一定难度，但题中已作了限制“反应后所得两种溶液质量相等”，因而只可能盐酸足量，否那么就不合题意了。∵n(HCl)=0.1×1=0.1(mol).MgCO3+2HCl=MgCl2+CO2+H2O84244a0.1aMgCO3与盐酸刚好反响时a=4.2gNaHCO3+HCl=NaCl+CO2+H2O8414466.1bNaHCO3与盐酸刚好反响时b=8.4g要满足题设应有：，即a=b综合考虑得a=b<4.29、(1)Al和Fe(2)2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl－(3)Fe3++3OH－=Fe(OH)3¯(4)10．溶液ABCDE阳离子Na+Ag+Fe3+Al3+Ba2+阴离子CO32－NO3－SO42－Cl－OH－11．（1）过量Fe粉（2）银和过量的Fe粉（3）过量的稀H2SO4（4）H+、Na+、Fe2+12．（1）H2（2）4Fe2++8NH3·H2O+O2+2H2O=4Fe(OH)3¯+8NH4+（3）Al3+和Na+（4）H2SO4(HNO3)10/10\n13．A：AgNO3B：MgCl2C：CuSO4D：NaOH14．组成该磁性材料的元素是钡、铁、氧各元素的质量比是钡∶铁∶氧=2.74∶2.24∶1.28各元素的原子个数比是Ba∶Fe∶O=1∶2∶4该磁性材料的化学式为BaFe2O4(或BaO、Fe2O3)提示：（1）经分析，可初步判断2.33g固体是BaSO4,0.80g固体是Fe2O3.设：6.26g样品中含钡元素，铁元素的质量分别为x、yBa—BaSO4137y233yx2.33g×2x=2.74g2Fe—Fe2O3112y160gy0.80g×4y=2.24g那么6.26g样品中含氧元素的质量为：6.26g－2.74g－2.24g=1.28g（2）该磁性材料中Ba∶Fe∶O==1∶2∶4该磁性材料的化学式为BaF2O4Ba(NO3)2+K2SO4=BaSO4+2KNO3Ba－BaSO4∵取了50mL∴相当于2.33×2是100mL中的Ba2Fe－Fe2O3,50mL中取25mL∴50mL为0.8×2,100mL为0.8×2×2=0.8×4g15．（1）Mg3N2+6H2O=2NH3+Mg(OH) 2（2）17%提示：设原混合物中Mg3N2的质量为x，由Mg3N2生成的MgO的质量为yMg3N2→3MgO100120xyy=x(0.470－x)+x=0.486x=0.080(g)Mg3N2%=×100%=17%10/10
