金属的冶炼
金属金属冶炼的一般方法是什么?
以下是金属冶炼方法:
K,Ca,Na,Mg,Al,| Zn,Fe,Sn.Pb.(H),Cu,| Hg,Ag,Pt,Au
可以大致分成三段
1、Al之前的金属很活泼,用电解盐或氧化物的方法冶炼
如,Na是电解熔融NaCl
Mg是电解熔融MgCl2
Al是电解熔融Al2O3
2、中间一段一般是热还原法,加热时,用合适的还原剂,如,H2、C、CO、或者较活泼的金属Al(铝热反应)进行冶炼
如,H2、C、CO加热还原CuO得到Cu,还原Fe2O3得到Fe等
Al高温铝热反应冶炼Fe、Cr、Mn等金属
3、后面的不活泼金属可以通过直接加热氧化物分解的方法得到金属单质
如,HgO加热分解成Hg和O2,就是拉瓦锡发现空气中存在O2的经典实验
一、电解法
金属活动顺序表中金属的冶炼如:
2Al2O3 =冰晶石,电解= 4Al + 3O2↑
〔生成的O2与阳极炭棒反应生成CO、CO2,所以应不断补充阳极炭棒,冰晶石(Na3AlF6)为助熔剂.〕
二、热还原法
(1)用C(焦炭、木炭)、CO作还原剂.如:3CO + Fe2O3 =高温= 2Fe + 3CO2
(我国是世界上冶炼锌最早的国家,明朝宋应星在《天工开物》一书中有记载)
(2)铝热剂冶炼难熔的金属
2Al + Fe2O3 == Al2O3 + 2Fe
三、加热法
等不活泼金属的冶炼,可用加热其氧化物或锻烧其硫化物的方法.如:
2HgO =加热= 2Hg + O2↑
唐代李白的秋浦歌:炉火照天地,红星乱紫烟.郝郎明月夜,歌曲动川寒.秋浦:在今安徽省池洲市西,当时产银、铜.郝郎指冶炼工人.
四、物理提取
在自然界中存在,其密度很大,用多次淘洗法去掉矿粒、泥沙等杂质,便可得.刘禹锡的浪淘沙:日照澄洲江雾开,淘金女伴满江隈.美人首饰侯王印,尽是沙中浪底来.(隈:水转弯的地方)
五、湿法冶金
即利用溶液中发生的化学反应(如置换、氧化还原、中和、水解等),对原料中的金属进行提取和分离的冶金过程.
如铜的冶炼:Fe + CuSO4 == FeSO4 + Cu
工业炼铁是在高炉中进行的,高炉炼铁的主要反应是:① 2C(焦炭)+O2(空气)=2CO;
② Fe2O3+3CO=2Fe+3CO该炼铁工艺中,对焦炭的实际使用量要远远高于按照化学方程式计算所需其主要原因是[ ] A、CO过量
B、CO与铁矿石接触不充分
C、炼铁高炉的高度不够
D、CO与Fe2O3的反应有一定限度下列金属冶炼的反应原理,错误的是 [ ] A.电解NaCl(熔融)制得Na和Cl2
B.MgO + H2Mg + H2O
C.Fe3O4 + 4CO3Fe + 4CO2
D.2HgO2Hg + O2↑自然界里常见金属元素存在最多的是Al,其次是铁,铜的含量较少。然而人类冶炼金属获得成功最早的反而是含量少的铜,含量最多的铝最迟冶炼出来。金属是当今社会最不可缺少的材料之一。下列有关金属的说法不正确的是 [ ] A.铜比铝先获得成功冶炼原因是,铜矿较易还原,铝矿很难还原
B.目前已制得的纯金属只有90多种,但制得的合金已达几千种,大量使用的不是纯金属而是它们的合金
C.生铁易生锈不耐蚀,但纯铁具有耐蚀性,所以不锈钢应是最纯的铁
D.废弃铝质包装既浪费金属材料又造成环境污染下列说法正确的是 [ ] A.用直接加热氧化铝的方法冶炼得到铝
B.海水中含有钾元素,只需经过物理变化可以得到钾单质
C.从海水中可以得到NaCl,电解熔融NaCl可制备Cl2
D.高炉炼铁的过程是通过置换反应得到铁工业炼铝是用铝土矿(主要成分是Al2O3,还有少量的Fe2O3、SiO2)提取冶炼铝的主要原料氧化铝,然后进行电解。工艺流程如下图: (1)滤液1中要加入稍过量的原料B,原料B的化学式是______________。写出步骤②有关反应的离子方程式_______________________、_________________________。
(2)滤液3中溶质的主要成份是________(填化学式),写出该溶液的一种用途______________________。
(3)如果省去步骤①,即溶解铝土矿从直接加入原料B开始,则最终会对氧化铝的生成有什么影响?
_________________________________。
(4)铝粉与三氧化二铁粉末在引燃剂作用下常用来焊接钢轨,主要是利用了该反应是_____________,而且该反应焊接速度快、设备简易,适于野外作业。
(5)步骤⑤是在铝电解槽中进行,电解槽的两极材料均用石墨,其中___________极的材料随反应的进行需要不断补充,为什么?_____________________________利用金属活性的不同,可以采取不同的冶炼方法冶炼金属。下列反应所描述的冶炼方法不可能实现的是 [ ] A.2Al2O3(熔融)4Al+3O2↑
B.Fe2O3+3CO2Fe+3CO2
C.Fe+CuSO4==FeSO4+Cu
D.2KCl(水溶液)2K+Cl2↑下列关于金属的说法不正确的是 [ ]
A.越活泼的金属越难冶炼
B.金属冶炼的本质是金属阳离子得到电子变成金属原子
C.铝热法可用于冶炼比铝不泼且熔点较高的金属
D.工业上金属Mg、Al都是用电解熔融的氯化物制得的工业炼铁是在高炉中进行的,高炉炼铁的主要反应是:
① 2C(焦炭)+O2(空气)=2CO;② Fe2O3+3CO=2Fe+3CO该炼铁工艺中,对焦炭的实际使用量要远远高于按照化学方程式计算所需其主要原因是[ ] A.CO过量
B.CO与铁矿石接触不充分
C.炼铁高炉的高度不够
D.CO与Fe2O3的反应有一定限度冶炼金属一般有下列四种方法:
① 焦炭法 ② 水煤气(或CO、或H2)法 ③ 活泼金属置换法 ④ 电解法。
四种方法在工业上均有应用。
古代有:(1)火烧孔雀石炼铜;(2)湿法炼铜。
现代有:(3)铝热法炼铬;(4)从光卤石中炼镁。
其中对它们的冶炼方法的分析不正确的是[ ] A.(1)①
B.(2)②
C.(3)③
D.(4)④从石器、青铜器到铁器时代,金属的冶炼体现了人类文明的发展水平。下图表示了三种金属被人类开发利用的大致年限。 (1)上述图中的三种常用金属的开发利用之所以有先后,主要取决于_____________(填选项序号)
A.金属的导电性强弱
B.金属在地壳中的含量多少
c.金属的化合价高低
D.金属的活动性大小
(2)早在西汉成书的《淮南万毕术》里,就有"曾青得铁则化为铜"的记载。曾青又有空青、 白青、石胆、胆矶等名称其实都是天然的硫酸铜。根据上述反应设计成原电池,请在下边方框中画出原电池的装置图,标出正、负极和电解质溶液,并写负极电极反应式_________________冶炼金属常用以下几种方法:
①以C、CO或H2做还原剂 ②以活泼金属Na.Mg等还原 ③利用铝热反应原理还原 ④电解法 ⑤热分解法。下列金属各采用哪种方法还原最佳。(用序号填写下列空白)
(1)Fe.Zn.Cu等中等活泼金属____________。
(2)Na.Mg.Al等活泼或较活泼金属____________。
(3)Hg.Ag等不活泼金属____________。
(4)V.Cr.Mn.W等高熔点金属____________。
(5)K.Rb.Cs.Ti等金属通常还原方法是____________。下列金属冶炼的反应原理,错误的是 [ ] A.2NaCl(熔融)2Na+Cl2↑
B.MgO+H2Mg+H2O
C.Fe2O3+3CO2Fe+3CO2
D.2HgO2Hg+O2↑人类对某金属冶炼技术的掌握程度决定了其应用的广泛性。影响冶炼方法的主要因素是 [ ] A.金属的活动性大小
B.金属在地壳中的含量多少
C.金属的化合价高低
D.金属的导电性强弱下列关于金属冶炼的说法错误的是 [ ] A.金属的冶炼就是将金属矿石中金属从其化合物中还原出来
B.金属的冶炼都是通过置换反应实现的
C.金属钠、钾、镁、铝的冶炼常用电解法
D.铝热反应常用来冶炼一些难熔金属从自然资源中获得以下物质可以不用化学方法的是 [ ] A.用植物种子提取油
B.用海水制取粗食盐和淡水
C.用可燃冰制取甲烷气体燃料
D.用辉铜矿(主要成分为Cu2S)冶炼金属铜下列金属冶炼的反应原理,错误的是 [ ] A.MgO+H2Mg+H2O
B.2NaCl(熔融)2Na+Cl2↑
C.Fe3O4+4CO3Fe+4CO2
D.2HgO2Hg+O2↑下列反应原理中,不符合工业冶炼金属实际情况的是 [ ] A.2HgO2Hg+O2↑
B.4Al+3MnO22Al2O3+3Mn
C.2MgO2Mg+O2↑
D.4CO+Fe3O43Fe+4CO2Fe是地壳中含量很丰富的元素,也是生物体所必需的元素。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:______________________,______________________。钠多以资源丰富的NaCl为原料来制备,下列方法中能够制备出金属钠的是 [ ] A.加热NaCl晶体
B.用金属钾NaCl溶液中Na+
C.电解NaCl溶液
D.电解熔融的NaCl在工业上常常采用下列四种方法冶炼金属:①焦炭法;②水煤气法(或H2或CO法);③活泼金属置换法;④电解法。这四种方法在工业上都有典型的应用实例。
(1)古代的湿法炼铜;(2)古代的火烧孔雀石炼铜;(3)现代的铝热法炼铬;(4)现代的从氯化镁中炼镁。其中金属冶炼方法与实例对应关系不正确的是[ ] A.(1)①
B.(2)②
C.(3)③
D.(4)④铁是地壳中含量很丰富的元素,也是生物体所必需的元素。金属铁是在高炉中冶炼的,在冶金工业中,常用焦炭来冶炼铁。
(1)写出焦炭在高炉中所参与反应的两个化学方程式:_____________________________、
_____________________________。
(2)写出赤铁矿被CO还原成铁的化学方程式:______________________________。
(3)实验室中可用CO还原,在加热前应_______________,直到无_______________现象时才能点燃酒精灯加热,否则可能发生_______________现象,未反应完全的CO_______________(填“能”、“不能”)排放到大气中,应做__________________处理。从石器、青铜器到铁器时代,金属的冶炼体现了人类文明的发展水平。下图表示了三种金属被人类开发利用的大致年限,之所以有先后,主要取决于 [ ] A.金属的导电性强弱
B.金属在地壳中的含量多少
C.金属的化合价高低
D.金属的活动性大小冶炼金属一般有下列四种方法:①焦炭法;②水煤气法;③活泼金属置换法;④电解法。古代有:(I)火烧孔雀石炼铜;(Ⅱ)湿法炼铜。现代有:(Ⅲ)铝热法炼铬;(Ⅳ)从光卤石中炼镁。对它们的冶炼方法的分析,不正确的是 [ ] A.Ⅰ,①
B.Ⅱ,②
C.Ⅲ,③
D.Ⅳ,④在金属活动性顺序中,钾、钠、铝等金属一般常用_____________法冶炼;位于氢以后的金属可用_______________法冶炼;位于中部的金属一般可用________________法冶炼。 完成下列化学反应方程式
(1)制聚乙烯_______________________
(2)汽油燃烧(以C8H18为例)_______________________
(3)湿法炼铜_______________________
(4)用磁铁矿(Fe3O4)冶炼铁 _______________________
(5)用铝矾土(Al2O3)冶炼铝_______________________下列说法正确的是 [ ] A.脂肪烃、芳香烃和卤代烃都属于烃
B.天然气、沼气和水煤气都属于可再生的清洁能源
C.工业上分别用热还原法、加热法和电解法冶炼镁、铝和铜
D.蔗糖、硫酸钡和水分别属于非电解质、强电解质和弱电解质铜是一种重要的金属元素,铜元素与银元素同处第IB族,+1价的铜和+1价的银都可形成二配位的络离子,如Ag(NH3)2+、[AgCl2]-等,含铜最丰富的天然资源是黄铜矿(CuFeS2)。
(1)从黄铜矿冶炼粗铜的传统工艺是将精选后的富铜矿砂与空气在高温下煅烧,使其转变为铜。这种方法的缺点是______________、______________。
(2)现有一种湿法冶炼技术,以黄铜矿为主要原料来生产铜、铁红颜料和可用于橡胶硫化的硫单质,原料的综合利用率较高。其主要流程如下①写出反应Ⅰ中FeCl3与CuFeS2所发生反应的化学方程式:__________________________;
②写出反应Ⅳ中发生反应的离子方程式:____________________________。
③反应Ⅲ是FeCO3在空气中煅烧,写出化学方程式:____________________________。
④反应Ⅴ所得溶液A中含有的溶质有____________________________。化学在生产和日常生活中有着重要的应用。下列说法不正确的是 [ ] A.明矾水解形成的Al(OH)3胶体能吸附水中悬浮物,可用于水的净化
B.在海轮外壳上镶入锌块,可减缓船体的腐蚀速率
C.MgO的熔点很高,可用于制作耐高温材料
D.电解MgCl2饱和溶液,可制得金属镁工业上用铝土矿(主要成分是Al2O3,还有少量的Fe2O3、SiO2)提取冶炼铝的原料氧化铝。工艺流程如下图 (1)原料A的名称是_________,步骤①反应的离子方程式是_________________、________________。
(2)滤液1中要加入稍过量原料B,原料B的化学式是________________,步骤②反应的离子方程式是:
__________________、__________________、__________________。
(3) 步骤③的化学方程式是__________________________________。
(4)如果省去步骤①,即溶解铝土矿是从加入原料B开始,后续操作不变,则会对氧化铝的提取有什么影响__________________________________。已探明我国锰矿储量占世界第三位,但富矿仅占6.4%,每年尚需进口大量锰矿石。有人设计了把我国的菱锰矿(MnCO3含量较低)转化为高品位“菱锰矿砂”(MnCO3含量高)的绿色工艺。该工艺流程如下图所示 已知焙烧反应①的化学方程式:(NH4)2SO4+MnCO3MnSO4+2NH3↑+CO2↑+H2O。
(1)写出反应②的离子方程式__________________________________。
(2)上述工艺流程中,可以循环利用的物质有(NH4)2SO4、______________________。从物料平衡角度看,理论上生产过程中_________(填“需要”或者“不需要”)添加(NH4)2SO4。
(3)向物质的量浓度均为0.01 mol·L-1的MnCl2和BaCl2混合溶液中,滴加Na2CO3溶液,先沉淀的是
___________(填离子符号);当两种沉淀共存时,溶液中=__________。
[Ksp(BaCO3)=8.1×10-9,Ksp(MnCO3)=1.8×10-11]锂在原子能工业中具有十分独特的地位,被誉为“高能金属”,它推动着能源工业,尤其是电池技术的发展。盐湖卤水中锂的含量较高,资源丰富,提炼锂的价格低廉,成为国内外开发生产锂的主攻方向。把盐湖卤水自然日晒和冷冻,从卤水中析出食盐、泻利盐、钾盐镁矾和光卤石等一系列盐类,得到富
含MgC12的浓缩母液,其中LiC1的浓度达10%以上。把浓缩母液经高温炉分解除去MgC12等一系列过程,最终得到金属锂。其主要生产工艺流程如下已知:Li2CO3在不同温度的溶解度如下表 (1)写出浓缩母液在高温炉中分解的化学方程式_____________________
(2)写出盐酸与Li2CO3反应的离子方程式_____________________
(3)洗涤所得Li2CO3沉淀要用热水而非冷水,原因是_____________________。
(4)熔融LiCl电解的环境是_________________
a.氢气中b.氮气中c.空气中d.真空中e.He气下列有关金属及其化合物的说法正确的是 [ ] A.Mg和Al都可以用电解法冶炼得到
B.Na2O和Na2O2与CO2反应产物相同
C.MgO和Al2O3均只能与酸反应,不能与碱反应
D.Mg和Fe在一定条件下与水反应都生成H2和对应的碱下列说法不正确的是 [ ] A.化学反应的实质是旧化学键的断裂与新化学键的生成
B.炼铁中加入石灰石是为了除去铁矿石中的脉石
C.人类利用金属的时间先后与金属的活动性无关
D.液晶是一种介于晶体状态和液态之间的中间态物质自然界里常见金属元素存在最多的是铝,其次是铁,而铜的含量较少。但是人类冶炼金属获得成功最早的反而是含量少的铜,究其原因下列说法中最为合理的是 [ ] A.矿石在地下埋藏,铜矿最浅容易开发,铝矿埋得深难开发
B.铜矿为深绿色,颜色较深易发现,铝矿颜色较浅不易发现
C.铜的化学性质没有铝活泼,铜矿较易还原,而铝矿较难还原
D.按照实用论的哲学观,铜的使用比铝更广泛所以铜最先被发现化学在生产和日常生活中有着重要的应用。下列说法不正确的是 [ ] A.明矾水解形成的Al(OH)3胶体能吸附水中悬浮物,可用于水的净化
B.在海轮外壳上镶入锌块,可减缓船体的腐蚀速率
C.MgO的熔点很高,可用于制作耐高温材料
D.电解饱和溶液,可制得金属镁下列关于金属冶炼的说法中,不正确的是 [ ] A.热分解法适用于制备不活泼金属
B.热还原法的常用还原剂为C、CO、Al、H2等
C.熔融电解法适用于制备不活泼金属
D.水溶液中的置换法适用于用较活泼金属制取较不活泼金属在冶金工业上,均不能用化学还原剂制得的一组金属是 [ ] A.Na Mg Al Ca
B.Na K Zn Fe
C.Zn Fe Cu Ag
D.Mg Al Zn Fe从金属利用的历史来看,先是青铜器时代,而后是铁器时代,铝的利用是近百年的事。这个先后顺序跟下列有关的是 [ ]
①地壳中的金属元素的含量;②金属活动性;③金属的导电性;
④金属冶炼的难易程度;⑤金属的延展性;
A.①③
B.②⑤
C.③⑤
D.②④化学在生产和日常生活中有着重要的应用。下列说法不正确的是 [ ] A.明矾水解形成的Al(OH)3胶体能吸附水中悬浮物,可用于水的净化
B.在海轮外壳上镶入锌块,可减缓船体的腐蚀速率
C.MgO的熔点很高,可用于制作耐高温材料
D.电解MgCl2饱和溶液,可制得金属镁
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