資源簡介

(共28張PPT)
第一節 金屬的冶煉方法
專題九 金屬與人類文明
授課人：
學習目標
1.能從物質性質與反應條件角度解釋不同金屬冶煉方法的差異。
2.認識我國古代文明與金屬冶煉的關系。
3.掌握鋁熱反應原理及實驗，了解鋁的冶煉方法。
史上最強大嫂
婦好
[fù zǐ]
婦好墓出土的銅鉞
在婦好墓中，考古學家們發現了91根青銅戈、4件銅鏟、37件銅鏃，同時還有四把大鉞。這四把大鉞中有兩把是目前出土的體積最大的銅鉞，加上木柲之后，重量超過10公斤以上。
一、金屬的存在形式及冶煉方法
1、游離態:極少數金屬元素在自然界以單質形式存在
如：金Au、鉑Pt
單質活動性較弱
自然銅
金
金屬的存在形式
一、金屬的存在形式及冶煉方法
2、化合態:大部分金屬元素在自然界以化合物形式存在
如：鐵Fe、鋁Al等
黃銅礦(CuFeS2)
鋁土礦(Al2O3 )
赤鐵礦(Fe2O3 )
單質活動性較強
一、金屬的存在形式及冶煉方法
3、一些金屬元素以離子或礦石的形式分布于海洋中，
如鈉Na、鎂Mg、錳Mn等
一、金屬的存在形式及冶煉方法
金屬的活動性越弱，被人類開發利用的時間越早；
金屬的活動性越強，被人類開發利用的時間越遲。
一、金屬的存在形式及冶煉方法
金屬的冶煉：
利用化學反應使金屬元素從化合態變為游離態的過程。
實質：
金屬離子 金屬單質，即Mn＋＋ne－M。
一、金屬的存在形式及冶煉方法
沙里淘金
金子的密度比沙子大得多，在水的沖擊下沙粒被水流帶走，而金就留在容器里。
K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb(H) Cu Hg Ag Pt Au
金屬活動性逐漸減弱
物理提取法
如：Pt Au
適用于極不活潑的金屬的冶煉。
通過熔鑄的方法即可對金屬進行加工和鍛造。
一、金屬的存在形式及冶煉方法
K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb(H) Cu Hg Ag Pt Au
金屬活動性逐漸減弱
熱分
解法
如：Hg Ag
適用于金屬活動性順序表中氫以后的金屬冶煉。
2Ag2O 4Ag＋O2↑
2HgO 2Hg＋O2↑。
一、金屬的存在形式及冶煉方法
K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb(H) Cu Hg Ag Pt Au
金屬活動性逐漸減弱
高溫
還原法
如：Zn Fe Sn Pb Cu
用還原劑(CO、C、H2和活潑金屬等)還原金屬氧化物，適合冶煉金屬活動性順序表中鋅到銅之間的大多數金屬。
Fe2O3＋3CO====2Fe＋3CO2
高溫
Fe2O3＋2Al === 2Fe＋Al2O3
高溫
高爐煉鐵
鋁熱法煉鐵
高爐煉鐵
一、金屬的存在形式及冶煉方法
高爐煉鐵
石灰石
鐵礦石
焦炭
（生鐵）
出鐵口比出渣口低：
由于生鐵的密度比爐渣大。
目的：
維持爐內高溫
（爐渣的主要成分）
CaCO3 === CaO+CO2↑
高溫
SiO2+CaO === CaSiO3
高溫
造渣
一、金屬的存在形式及冶煉方法
高爐煉鐵
C+O2===CO2 放熱
點燃
3CO+Fe2O3===2Fe+3CO2
高溫
C+CO2===2CO
高溫
一、金屬的存在形式及冶煉方法
鋁熱法煉鐵
一、金屬的存在形式及冶煉方法
鋁熱法煉鐵
實驗現象
①鎂條劇烈燃燒；
②氧化鐵粉末和鋁粉發生劇烈的反應；
③反應放出大量的熱，并發出耀眼的白光；
④紙漏斗的下部被燒穿，有熔融物落入沙中
一、金屬的存在形式及冶煉方法
鋁熱法煉鐵
①冶煉熔點較高、活動性弱于Al的金屬，如釩、鉻、錳等。②金屬焊接，如焊接鋼軌等
應用
（1）在高溫條件下進行。（2）反應迅速并放出大量的熱。（3）新生成的金屬單質呈熔融態且易與Al2O3分離。
特點
一、金屬的存在形式及冶煉方法
鋁熱反應注意事項：
鋁熱反應的引燃劑為鎂帶，助燃劑為氯酸鉀。
鋁熱劑為混合物，是由鋁粉和某些難熔的金屬氧化物(Fe2O3、Fe3O4、Cr2O3、V2O5、MnO2等)粉末按一定比例組成的。
1
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一、金屬的存在形式及冶煉方法
鋁熱反應注意事項：
鎂帶要打磨除去表面的氧化膜，否則難以點燃；氧化鐵粉末與鋁粉要選擇干燥的；鋁粉要用沒有被氧化的，否則反應難以進行。
蒸發皿中的細沙要適量，既要防止蒸發皿炸裂，又要防止熔融的液體濺出傷人。
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4
一、金屬的存在形式及冶煉方法
K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb(H) Cu Hg Ag Pt Au
金屬活動性逐漸減弱
電解法
如：K Ca Na Mg Al
適合冶煉金屬活動性較強的金屬(一般為金屬活動性順序表中鋁及鋁前面的金屬)。
一、金屬的存在形式及冶煉方法
MgCl2 (熔融) Mg＋Cl2↑，2NaCl (熔融) 2Na＋Cl2↑，
一、金屬的存在形式及冶煉方法
工業上冶煉Al時用Al2O3而不用AlCl3，因為AlCl3為共價化合物，熔化后不導電。此外，冶煉Al時需加入冰晶石(Na3AlF6)，以降低熔化溫度(從2054℃降低至900℃）。
2Al2O3 === 4Al + 3O2↑
通電
冰晶石
一、金屬的存在形式及冶煉方法
鋁的冶煉
鋁土礦
NaOH溶液
CO2
Al(OH)3
Al2O3
Al
NaAlO2溶液
①溶解
④過濾
⑤灼燒
⑥電解
②過濾
③酸化
Al2O3 +2NaOH === 2NaAlO2 + H2O
NaAlO2 + CO2 + 2H2O === Al(OH)3↓+ NaHCO3
2Al(OH)3 === Al2O3+3H2O
高溫
2Al2O3 === 4Al + 3O2↑
通電
①
③
⑤
⑥
冰晶石
典例解析
例1、氧化還原反應廣泛用于金屬的冶煉。下列說法中不正確的是（　?。?br/>A.鋁熱法還原鐵的反應中，放出的熱能使鐵熔化
B.濕法煉銅與火法煉銅的反應中，銅元素都發生還原反應
C.Mg可由電解熔融的MgO制取，Na可由電解熔融的NaCl制取
D.冶煉鐵的主要原料有鐵礦石、焦炭、空氣、石灰石等，其中石灰石的作用是除去鐵礦石中的脈石（二氧化硅）
C
課堂小結
金屬的存在形式及冶煉方法
不良反應
金屬存在形式
金屬冶煉方法
煉鐵方法
練鋁過程
隨堂練習
1.下列有關金屬冶煉的說法正確的是（　　）
A.制Na：高溫分解NaCl制備Na
B.制Al：將Al（OH）3溶于鹽酸中，電解所得AlCl3溶液
C.制Fe：用焦炭和空氣反應產生的CO在高溫下還原鐵礦石中的鐵的氧化物
D.制Cu：“熬膽礬鐵釜，久之亦化為銅”發生了分解反應
C
隨堂練習
2.硅在自然界只以化合態形式存在，如鐵礦石中的硅主要以脈石（SiO2）的形式存在。煉鐵時為了除去脈石，向煉鐵高爐中加入石灰石。該過程不可能涉及的化學反應是（　?。?br/>A.CaCO3 CaO＋CO2↑
B.2FeO＋Si 2Fe＋SiO2
C.C＋CO2 2CO
D.CaO＋SiO2 CaSiO3
B
謝謝觀看
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