資源簡(jiǎn)介

(共28張PPT)
金屬與人類(lèi)文明
金屬的冶煉方法
專(zhuān)題九
第一節(jié)
授課人：
1.能從物質(zhì)性質(zhì)與反應(yīng)條件角度解釋不同金屬冶煉方法的差異。
2.認(rèn)識(shí)我國(guó)古代文明與金屬冶煉的關(guān)系。
3.掌握鋁熱反應(yīng)原理及實(shí)驗(yàn)，了解鋁的冶煉方法。
學(xué)習(xí)目標(biāo)
在婦好墓中，考古學(xué)家們發(fā)
現(xiàn)了91根青銅戈、 4件銅鏟、
37件銅鏃，同時(shí)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(guò)10公斤以上。
婦好墓出土的銅鉞
婦好 [fù zǐ]
史上最強(qiáng)大嫂
一、金屬的存在形式及冶煉方法
如：金Au、鉑Pt
1、游離態(tài):極少數(shù)金屬元素在自然界以單質(zhì)形式存在
金屬的存在形式
單質(zhì)活動(dòng)性較弱
自然銅
金
2、化合態(tài):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
一、金屬的存在形式及冶煉方法
鋁土礦(Al2O3 ) 赤鐵礦(Fe2O3 )
單質(zhì)活動(dòng)性較強(qiáng)
黃銅礦(CuFeS2)
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(dòng)性越弱，被人類(lèi)開(kāi)發(fā)利用的時(shí)間越早；
金屬的活動(dòng)性越強(qiáng)， 被人類(lèi)開(kāi)發(fā)利用的時(shí)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(xué)反應(yīng)使金屬元素從化合態(tài)變?yōu)橛坞x態(tài)的過(guò)程。
實(shí)質(zhì)：
金屬離子 金屬單質(zhì)，即Mn＋＋ne－ M。
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 A g Pt Au
金屬活動(dòng)性逐漸減弱
適用于極不活潑的金屬的冶煉。
通過(guò)熔鑄的方法即可對(duì)金屬進(jìn)行加工和鍛造。
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。
一、金屬的存在形式及冶煉方法
沙里淘金
物理提 取法
如： Pt Au
適用于金屬活動(dòng)性順序表中氫以后的金屬冶煉。
解法
如： Hg Ag
K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb(H) Cu Hg Ag
Pt Au
一、金屬的存在形式及冶煉方法
4Ag＋O2 ↑
2Hg＋O2 ↑。
金屬活動(dòng)性逐漸減弱
熱分
2Ag2O
2HgO
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(dòng)性逐漸減弱
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(dòng)性順序表中鋅到銅之間的大多數(shù)金屬。
如： Zn Fe Sn Pb Cu
高溫
Fe2O3＋3CO====2Fe＋3CO2
2Fe＋Al2O3
高爐煉鐵
鋁熱法煉鐵
Fe2O3＋2Al
高溫 還原法
▲ 高爐煉鐵
高爐煉鐵
石灰石 鐵礦石
出鐵口比出渣口低：
由于生鐵的密度比 爐渣大。
SiO2+CaO CaSiO3
（爐渣的主要成分）
一、金屬的存在形式及冶煉方法
CaCO3 === CaO+CO2 ↑ 焦炭
目的：
維持爐內(nèi)高溫
造渣
（生鐵）
高溫
一、金屬的存在形式及冶煉方法
3CO+Fe2O3=高=溫=2Fe+3CO2
C+O2 CO2 放熱
C+CO2 =2CO
高爐煉鐵
鋁熱法煉鐵
一、金屬的存在形式及冶煉方法
實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象
①鎂條劇烈燃燒；
②氧化鐵粉末和鋁粉發(fā)生劇烈的反應(yīng)；
③反應(yīng)放出大量的熱，并發(fā)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
鋁熱法煉鐵
（1）在高溫條件下進(jìn)行。（2）反應(yīng)迅速并放出大量的熱。
特點(diǎn) （ 3）新生成的金屬單質(zhì)呈熔融態(tài)且易與Al2O3分離。
①冶煉熔點(diǎn)較高、 活動(dòng)性弱于Al的金屬，如釩、鉻、錳等。
②金屬焊接，如焊接鋼軌等
一、金屬的存在形式及冶煉方法
應(yīng)用
鋁熱反應(yīng)注意事項(xiàng)：
1 鋁熱反應(yīng)的引燃劑為鎂帶，助燃劑為氯酸鉀。
一、金屬的存在形式及冶煉方法
2 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。
鋁熱反應(yīng)注意事項(xiàng)：
3 鎂帶要打磨除去表面的氧化膜，否則難以點(diǎn)燃；氧化鐵粉末與鋁
粉要選擇干燥的；鋁粉要用沒(méi)有被氧化的，否則反應(yīng)難以進(jìn)行。
4 蒸發(fā)皿中的細(xì)沙要適量，既要防止蒸發(fā)皿炸裂，又要防止熔
一、金屬的存在形式及冶煉方法
融的液體濺出傷人。
適合冶煉金屬活動(dòng)性較強(qiáng)的金屬(一般為金屬活動(dòng)性
順序表中鋁及鋁前面的金屬)。
K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb(H) Cu Hg Ag
Pt Au
一、金屬的存在形式及冶煉方法
如： K Ca Na Mg Al
金屬活動(dòng)性逐漸減弱
電解法
MgCl2 (熔融)
↑ , 2NaCl (熔融)
Cl2 ↑ ,
一、金屬的存在形式及冶煉方法
Mg＋Cl2
2Na+
工業(yè)上冶煉Al時(shí)用Al2O3而不用AlCl3 ，因?yàn)锳lCl3為共價(jià)化合物，熔化
后不導(dǎo)電。此外，冶煉Al時(shí)需加入冰晶石(Na3AlF6)，以降低熔化溫度 (從2054℃降低至900℃) 。
一、金屬的存在形式及冶煉方法
4Al + 3O2 ↑
2Al2O3
===
冰晶石
通電
NaOH溶液 CO2
①溶解 ③酸化
鋁土礦 NaAlO2溶液 Al(OH)3 Al2O3
NaAlO2 + CO2 + 2H2O === Al(OH)3 ↓+ NaHCO3
2Al(OH)3 Al2O3+3H2O
一、金屬的存在形式及冶煉方法
⑥ 2Al2O3 + 3O2 ↑
石
4Al
②過(guò)濾 ④過(guò)濾 ⑤灼燒
① Al2O3 +2NaOH === 2NaAlO2 + H2O
鋁的冶煉
③
⑤
Al
⑥電解
例1、氧化還原反應(yīng)廣泛用于金屬的冶煉。下列說(shuō)法中不正確的是
（ C ）A.鋁熱法還原鐵的反應(yīng)中，放出的熱能使鐵熔化B.濕法煉 銅與火法煉銅的反應(yīng)中，銅元素都發(fā)生還原反應(yīng)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）
典例解析
金屬的存在形式及冶煉方法
金屬存在形式
金屬冶煉方法
煉鐵方法
練鋁過(guò)程
課堂小結(jié)
隨堂練習(xí)
1.下列有關(guān)金屬冶煉的說(shuō)法正確的是（ C ）A.制Na：高
溫分解NaCl制備N(xiāo)aB.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(yīng)產(chǎn)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(fā)生了分解反應(yīng)
隨堂練習(xí)
2.硅在自然界只以化合態(tài)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(shí)為了除去脈石， 向煉鐵高爐中加入石灰石。該過(guò)程
不可能涉及的化學(xué)反應(yīng)是（B ）
A.CaCO3 CaO＋CO2 ↑
B.2FeO＋Si 2Fe＋SiO2
C.C＋CO2 2CO
D.CaO＋SiO2 CaSiO3
謝謝觀看
T H A N K S

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