高中化学全套学案第三章金属的冶炼
第三章几种重要的金属
第六讲金属的冶炼
【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、
热还原法和电解法；
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.
1
(6)焦炭和氢气作为还原剂有什么区别（优缺点），如果要冶炼纯度很高的
金属一般要选用什么还原剂？用Al作为还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：
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
（２）热还原法：
对于多数金属的冶炼，常用的还原剂如焦碳、一氧化碳、氢气和活泼金属加热反应的方法。如：
Fe2O3+ C =
CuO + CO =
WO3+ H2=
MnO2 + Al =
(3) 电解法:
在金属活动顺序表中, 等金属的还原性很强,这些金属都很容易失电子,因此不能用一般的方法和还原剂使其从化合物中还原出来,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]（02春招-31）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，高炉炼铁除了加入铁矿石外，还需加入焦炭和石灰石。请填空：
①写出磁铁矿主要成分的化学式：。
②写出赤铁矿被还原成铁的化学方程式：。
③写出焦炭在高炉中参与反应的两个化学方程式：
。
④写出CaCO3所参与反应的两个化学方程式：。
解题思路: 。
易错点: 。
[例2]（01上海-31）．已知Fe2O3在高炉中有下列反应
Fe2O3＋CO→2FeO＋CO2
反应形成的固体混和物（Fe2O3、FeO）中，元素铁和氧的质量比用m Fe︰m O表示。
（1）上述固体混和物中，m Fe︰m O不可能是（选填a、b、c多选扣分）（a）21︰9 （b）21︰7.5 （c）21︰6
（2）若m Fe︰m O＝21︰8，计算Fe2O3被CO还原的百分率
（3）设Fe2O3被CO还原的百分率为A％，则A％和混和物中m Fe︰m O的关系式为（用含m Fe、m O的代数式表示）。
A％＝
请在下图中画出A%和m Fe/m O关系的图形。
（4）如果Fe2O3和CO的反应分两步进行：
3Fe2O3＋CO→2Fe3O4＋CO2
Fe3O4＋CO→3FeO＋CO2
试分析反应形成的固体混和物可能的组成及相应的m Fe︰m O（令m Fe︰m O＝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.（02测试15）．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：；（2）红热的铁能跟水蒸气反应，有一种产物是可燃性气体，则其反应式为：；
在常温下，铁跟水不起反应。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.（04广东-20）．海水的综合利用可以制备金属镁，其流程如下图所示：
（1）若在空气中加热MgCl2·6H2O，生成的是Mg(OH)Cl或MgO，写出相应反应的化学方程式。
用电解法制取金属镁时，需要无水氯化镁。在干燥的HCl 气流中加热MgCl 2·6H 2O 时，能得到无水MgCl 2，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.（04广东-26）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：
x CuCO 3·y Cu(OH)2(x 、y 为正整数且2,2≤≤y x )
（1）孔雀石和石青分别与过量盐酸反应时，孔雀石耗用的盐酸的物质的量与生成的
CO 2的物质的量之比为4：1；石青则为3：1。请推算它们的化学组成。
孔雀石： ；石青： 。
（2）现有孔雀石和石青混合样品，取两份等质量的样品，在一份中加入过量盐
酸，生成CO 23.36L （标准状况下）；加热另一份样品使其完全分解，得到CuO 20g ，
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:
【巩固练习】
课堂反馈
1．在铁粉中加入稀HNO 3，当反应完全后，尚残留少量铁粉，则溶液中含量较大的阳
离子是（ ）
A ．Fe 2+
B ． Fe 3+
C ．H +和Fe 2+
D ．Fe 2+和Fe 3+
2．用含硫量较高的生铁来炼钢时，应采取的措施是（ ）
A ．加入较多的硅铁
B ．加入较多的焦炭
C ．使用较多的生石灰
D ．掺入含磷较高的废铜
3．下列叙述中，正确的是（ ）
A ．含金属元素的离子不一定都是阳离子
B ．在氧化还原反应中，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，该元素一定被还原
D ．金属阳离子被还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应，假定只产生单一的还原产物。当参加反应的
单质与被还原硝酸的物质的量之比为2∶ 1时，还原产物是（ ）
A ．N 2O
B ．NO
C ．NO 2
D ．N 2
5．制印刷电路时常用氯化铁溶液作为“腐蚀液”，发生的反应为2FeCl 3 + Cu = 2FeCl 2
+ CuCl 2。向盛有氯化铁溶液的烧杯中同时加入铁粉和铜粉，反应结束后，下列结果不
可能出现的是（ ）
A．烧杯中有铜无铁B．烧杯中有铁无铜
C．烧杯中铁、铜都无D．烧杯中铁、铜都有
6．不用其它试剂，限用化学方法区别下列两组内的四瓶溶液：①FeCl3、BaCl2、MgSO4、Al2(SO4)3 ②Al2(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
课外作业
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反应，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ag MgCO3与hg NaHCO3分别加入到100mL 1 mol / L的盐酸中，若反应后所得两种溶液的质量相等，则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）现进行如下实验：
（1）C溶液中加入纯铁粉，溶液质量增加。
（2）A、E溶液都呈碱性。则得0.1mol /L的A溶液pH值小于13。
（3）在B溶液中逐滴加入氨水，出现沉淀，继续加入氨水，沉淀消失。
（4）在D溶液中加入硝酸钡溶液无现象。
10、推断下列由两种金属组成的合金成份, 并写出有关反应的离子方程式:
(1)合金由和组成
(2)写出②、③、⑤反应的离子方程式是
②
③
⑤
11．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应可生成盐。根据以下化学反应框图填空：（1）单质F是
（2）写出由E生成G的离子反应方程式（或化学方程式）
（3）溶液I中所含金属离子是
（4）由C →E + F若改用浓酸，则不能选用的浓酸是（写分子式）
13．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应时产生如下现象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）A B C D 。
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，加入过量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，加入少许KSCN溶液，显红色。再取余下的25mL溶液，加入过量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. 冷却后加入足量水，将反应产物加热蒸干并灼烧，得到的氧化镁质
量为0.486g。
（1）写出氮化镁与水反应生成氢氧化镁和氨的化学方程式。
（2）计算燃烧所得混合物中氮化镁的质量分数。