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1、 金属的冶炼金属的冶炼引言:引言:金属元素在自然界中种类多,分布广。金属元素在自然界中种类多,分布广。由于不同金属由于不同金属活动性活动性差别很大,在自然界的差别很大,在自然界的存在形式各不相同。存在形式各不相同。少数不活泼金属少数不活泼金属(金、铂及少量银、铜金、铂及少量银、铜)以)以游离态游离态存在,存在,多数金属多数金属以以化合态化合态存在。存在。人们在生活和生产中使用的金属材料多是合人们在生活和生产中使用的金属材料多是合金或纯金属,这就需要金或纯金属,这就需要把金属从矿石中提炼出来把金属从矿石中提炼出来,提炼的过程就是提炼的过程就是金属的冶炼金属的冶炼过程。过程。我国金属资源种类繁多,
2、储量也较丰富,是我国金属资源种类繁多,储量也较丰富,是矿物种类比较齐全的国家之一。矿物种类比较齐全的国家之一。W W、MoMo、TiTi、稀土、稀土金属金属等储量居世界前列。等储量居世界前列。一、金属的冶炼一、金属的冶炼(3)精炼)精炼(一)提炼金属的步骤:(一)提炼金属的步骤:(1)矿石的富集)矿石的富集(2)冶炼)冶炼除去杂质除去杂质 利用利用氧化还原反应氧化还原反应原理,在一定条件下,原理,在一定条件下,用用还原剂还原剂将矿石中的将矿石中的金属离子还原成金属单质金属离子还原成金属单质用一定的方法,提炼纯金属用一定的方法,提炼纯金属(二)、冶炼金属的方法(二)、冶炼金属的方法 由于由于不同
3、的金属的化学活动性不同的金属的化学活动性不同,不同,金属离子得到电金属离子得到电子子还原成金属原子的还原成金属原子的能力也不相同能力也不相同,因此,常采用不同的,因此,常采用不同的冶炼方法。冶炼方法。热还原法、热分解法、电解法等。热还原法、热分解法、电解法等。1、热分解法、热分解法2 2HgHgO=2O=2HgHg+O+O2 22 2AgAg2 2O=4O=4AgAg+O+O2 2常用于不活泼金属常用于不活泼金属(HgHg、AgAg等等)的冶炼。的冶炼。AuAu、PtPt可通过金沙淘洗获得。可通过金沙淘洗获得。2、热还原法、热还原法 Fe Fe2 2O O3 3+3+3COCO=2Fe+3CO
4、=2Fe+3CO2 2 WO WO3 3+3+3H H2 2=W+3H=W+3H2 2O O Cr Cr2 2O O3 3+2+2AlAl=2Cr+Al=2Cr+Al2 2O O3 3 高温高温高温高温高温高温 常用常用还原剂还原剂:焦炭焦炭、一氧化碳一氧化碳、氢气氢气和和活活泼金属泼金属(如(如AlAl)。铝与金属氧化物在高温下的)。铝与金属氧化物在高温下的反应也叫反应也叫 。铝热反应铝热反应利用利用还原剂还原剂在在高温高温下将下将金属金属从化合从化合物中物中还原出来还原出来。3、电解法、电解法在金属活动性顺序中,在金属活动性顺序中,NaNa、CaCa、AlAl等等活泼金属活泼金属的的还原性
5、很强还原性很强,都很,都很容易容易失去失去电子电子,因此不能,因此不能用一般的方法和还原剂使其从化合物中还原出用一般的方法和还原剂使其从化合物中还原出来,只能用来,只能用通电分解其熔融盐或氧化物通电分解其熔融盐或氧化物的方法的方法来来冶炼冶炼。2Al 2Al2 2O O3 3=4=4AlAl+3O+3O2 2 2NaCl=2 2NaCl=2NaNa+Cl+Cl2 2通电通电通电通电 对于某些不活泼金属(对于某些不活泼金属(铜铜、银),常用、银),常用电电解其盐溶液解其盐溶液的方法进行的方法进行精炼精炼,得到,得到 (高纯(高纯度的铜)。度的铜)。电解铜电解铜小结:小结:二、金属的回收和资源保护
6、二、金属的回收和资源保护1、回收金属的意义:、回收金属的意义:(1)热分解热分解法法适用于适用于金属活动顺序中氢以后的金属金属活动顺序中氢以后的金属冶炼,用冶炼,用电解盐溶液电解盐溶液法法精炼金属精炼金属。(2)热还原热还原法法适用于适用于金属活动顺序中部的金属金属活动顺序中部的金属冶炼。冶炼。(3 3)电解电解熔融熔融盐或氧化物盐或氧化物法法选用于选用于NaNa、CaCa、AlAl等等活活泼金属泼金属的冶炼。的冶炼。(1)节约矿物资源;)节约矿物资源;(2)节约能源;)节约能源;(3)减少环境污染。)减少环境污染。冶炼冶炼原理:原理:利用利用氧化还原反应氧化还原反应,在一定条件下,用,在一定
7、条件下,用还还原剂原剂将矿石中的将矿石中的金属离子金属离子还原还原还原还原成金属单质成金属单质K Ca Na Mg Al K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn PbZn Fe Sn Pb(H)(H)CuCu Hg Ag Pt AuHg Ag Pt Au2、回收金属的实例、回收金属的实例练习:练习:古代的古代的“药金药金”外观与金相似,常被误以为是外观与金相似,常被误以为是金子,冶炼方法如下,将碳酸锌、赤铜(金子,冶炼方法如下,将碳酸锌、赤铜(CuCu2 2O O),木炭),木炭按一定比例混合,加热到按一定比例混合,加热到8008000 0C C充分反应后得到金光闪充分反应后得到金光闪闪的闪的“药金药金”。(1 1)药金的主要成分是)药金的主要成分是_。(2 2)有关冶炼的化学方程式是)有关冶炼的化学方程式是 ,。(1)废旧钢铁废旧钢铁用于用于炼钢炼钢;(2)废铁屑废铁屑用于用于制铁盐制铁盐;(3)定影液定影液用于用于回收银回收银铜锌合金铜锌合金ZnCOZnCO3 3=ZnO+CO=ZnO+CO2 2高温高温2ZnO+C=2Zn+CO2ZnO+C=2Zn+CO2 2高温高温2Cu2Cu2 2O+C=4Cu+COO+C=4Cu+CO2 2高温高温下课下课