内容正文:
第三单元
课题2
知识点一
知识点二
知识归纳
规律方法
课时跟踪训练
高考感悟
新知
层析突破
知能
整合提升
应用
创新演练
知识点三
知识点四
即时巩固
课题2 金 属 材 料
1.金属元素在自然界中的存在
(1)少数化学性质不活泼的金属,如 、 以及少量的
和 在自然界中以 存在。
(2)大多数金属是与 、 等非金属元素形成 而存在。
从矿石中获得金属
[自读教材·夯基础]
金
铂
铜
游离态
银
氧
硫
化合物
2.获得金属材料的过程
获得金属材料一般要经过 和 (主要包括
、 、 等工序)及 阶段。
3.金属冶炼的基本原理
金属冶炼所依据的原理是
。
4.金属冶炼的方法
和 是冶金工业两种主要方法。
开采
初步加工
探矿
采矿
选矿
利用氧化还原反应将金属从
其化合物中还原出来
火法冶金
湿法冶金
冶炼
[跟随名师·解疑难]
(1)冶炼金属的实质:
eq \o(\s\up17(金属阳离子),\s\do15(化合态))
eq \a\vs4\al(\o(――――→,\s\up17(得到电子),\s\do15(还原反应)))
eq \o(\s\up17(金属原子),\s\do15(游离态))
(2)金属冶炼的方法:
①热分解法:适合于位于金属活动顺序表后端(金属活动性位于氢后面)的金属,如Hg、Ag等。
2HgOeq \o(=====,\s\up17(△))2Hg+O2
2Ag2Oeq \o(=====,\s\up17(△))4Ag+O2
②热还原法:适合于位于金属活动顺序表中部(Zn~Pb)的金属,常用的还原剂有焦炭、CO、H2、活泼金属(如Al)等。
Fe2O3+3COeq \o(=====,\s\up17(高温),\s\do5( ))2Fe+3CO2
WO3+3H2eq \o(=====,\s\up17(高温),\s\do5( ))W+3H2O
Cr2O3+2Aleq \o(=====,\s\up17(高温),\s\do5( ))2Cr+Al2O3
③电解法:适合于位于金属活动性顺序表前端的金属,如K、Na、Mg、Ca、Al等金属。
2Al2O3eq \o(=====,\s\up17(电解),\s\do5( ))4Al+3O2↑
2NaCleq \o(=====,\s\up17(电解),\s\do5( ))2Na+Cl2↑
[例1] 下列反应原理不符合工业冶炼金属实际情况的是( )
A.2HgOeq \o(=====,\s\up17(△))2Hg+O2
B.4Al+3MnO2eq \o(=====,\s\up17(高温),\s\do5( ))2Al2O3+3Mn
C.2MgOeq \o(=====,\s\up17(电解),\s\do5( ))2Mg+O2↑
D.3H2+Al2O3eq \o(=====,\s\up17(△))2Al+3H2O
[剖析典例·探技法]
[名师解析] 工业上冶炼镁、铝采用电解法,且电解时,应选用MgCl2而不选用MgO,因为MgO的熔点比MgCl2的高,能耗大,成本高,故C、D项不正确。
[答案] CD
[名师点睛]
金属冶炼方法的选择与金属的活动性有关,处在金属活动顺序表中不同位置的金属其冶炼的方法可用下图表示:
当一种金属可用多种方法冶炼时,工业上一般采用经济效益高的方法,即:热分解还原法优于焦炭还原法,焦炭还原法优于铝热还原法,铝热还原法优于电解还原法;从环保角度考虑,H2还原法又优于CO还原法。
钢铁的冶炼
[自读教材·夯基础]
1.生铁的冶炼
(1)铁矿石的主要成分:磁铁矿 ,赤铁矿 ,褐铁矿 ,黄铁矿 。
(2)原理:在高温下用 将铁从其 中 出来,化学方程式(以赤铁矿为例):
3CO+Fe2O3eq \o(=====,\s\up17(高温),\s\do5( ))2Fe+3CO2。
Fe3O4
Fe2O3
2Fe2O3·3H2O
FeS2
还原剂
氧化物
还原
(3)原料: 、 、 、 。
(4)设备: 。
2.钢的冶炼
(1)原理:在高温下用 将 中过多的 和其他杂质 成 或 除去,再添加硅、锰、铝等其他合金作为 ,以调整钢水的成分。
(2)原料: 。
铁矿石
焦