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1.2 金属的化学性质
第3课时 金属的冶炼
我国属于金属矿产资源比较丰富的国家，世界上已经发现的金属矿产在我国基本上都有探明储量，其中，钨、锡、锑、钛、稀土等储量居世界前列，锌、铜、铝、锰等储量在世界上也占有重要地位。
钨
锡
钛
三、金属的冶炼
在自然界中，仅有金等少数金属是以游离态（即单质）的形式存在。大多数金属是以化合态的形式存在的。
天然金
天然银
赤铁矿（主要成分Fe2O3)
磁铁矿（主要成分Fe3O4)
铝土矿（主要成分Al2O3)
黄铜矿（主要成分CuFeS2）
图1.2-5 后母戊鼎
我国古代的冶金技术
我国冶铜史可上溯到仰韶文化和龙山文化时期，新石器时代就使用红铜器，夏代进入青铜器时代，商代已用孔雀石由木炭还原炼铜，商中期使用锡青铜和铅青铜，并能制作精美器具。
如图1.2-5为商后期制作的后母戊鼎，重达832.8kg，是世界上最大的古代青铜器。
金属冶炼与其活动性和冶炼技术有关，一般不活泼的金属较易炼得。
人类早在6000多年前就开始炼铜，在2500年前开始炼铁，而铝则在近200年才冶炼制得。金属的冶炼一般要经过富集、冶炼、精炼等步骤，冶炼技术的进步，大大推动了人类社会的发展。
1、金属冶炼的实质：
把金属从化合态变成游离态。
2、金属冶炼的原理：
（1）让碳与金属氧化物在高温下反应，碳能夺取金属氧化物中的氧，
从而得到金属单质。
C
+
CuO
Cu
+
CO2
2
2
高温
（2）炽热的炭能在高温条件下与二氧化碳反应，生成一氧化碳。一
氧化碳也会夺取金属氧化物中的氧，产生游离态的金属单质。
CO
+
CuO
Cu
+
CO2
C
+
CO2
CO
2
高温
在上述反应中，碳、氢等会夺取金属氧化物中的氧，使得金属氧化物还原成金属单质。
氢气也能将金属氧化物变成游离态金属。
3、还原反应：
含氧化合物里的氧被夺取的反应。
能从其他物质里夺取氧的能力。
还原性：
还原剂：
具有还原性的物质。
C、
CO、
H2
H2
+
CuO
Cu
+
H2O
铁的使用非常广泛，由于铁的化学性质比较活泼，地壳中的铁都以化合物（铁矿石）的形式存在。
怎样从铁矿石中提炼铁呢？铁矿石冶炼成铁是一个复杂的过程，如图1.2-6所示，但是它的主要反应原理就是在高温下，利用还原剂（主要是一氧化碳）从铁矿石里把铁还原出来。
图1.2-6 炼铁高炉示意图
CO
+
Fe2O3
Fe
+
CO2
3
2
高温
3
4、高炉炼铁的反应原理：
C
+
CO2
CO
2
高温
C
+
O2
CO2
高温
例题：100吨含Fe2O3质量分数为85%的铁矿石中，可炼出含铁质量
分数为96%的生铁为多少吨？
炼出的生铁的质量为：
答：炼出的生铁质量为62吨。
解：
100吨×85% = 85 吨
铁矿石中含Fe2O3的质量为：
Fe的质量为：
85吨
×　
2Fe
Fe2O3
×100%　　
= 85吨
×
112
160
×100%
= 59.5吨
59.5吨 ÷ 96%
= 62吨
（2）根据纯净物的质量，求其中组成元素的质量。
组成元素的质量
=
纯净物的质量
×
纯净物中某组成元素的质量分数
纯净物质量 =
方法一：
分步计算
（1）根据混合物质量及其纯度，计算纯净物质量。
混合物质量
纯度
×
（3）求工业产品中的含杂质的物质的质量（即混合物质量）
混合物质量 =
纯净物质量
纯 度
解：设可炼出含铁96%的生铁的质量为 x 吨。
3CO + Fe2O3 2Fe + 3CO2
高 温
160 112
100吨×85% x×96%
160 ：112 = 100吨×85% ：x×96%
答：炼出的生铁质量为62吨。
方法二：
根据化学方程式一步计算
112 × 100吨×85%
x =
160 ×96%
= 62吨
湿法炼铜技术是我国古代劳动人民的发明成果，其原理是：先用硫酸将铜矿石中的铜转化成可溶性的硫酸铜，再把铁放入硫酸铜溶液中将铜置换出来。湿法炼铜的实质是利用金属活动性顺序，用活泼的铁换不活泼的铜。
原理：
先用硫酸将铜矿中的铜转变成可溶性的硫酸铜，再将铁放入硫酸铜溶液中把铜置换出来。
Fe
+
CuSO4
Cu
=
FeSO4
+
5、湿法炼铜技术
2.在隔绝空气下，用木炭还原氧化铜，下列叙述正确的是（ ）
A.反应前后固体中氧原子的物质的量保持不变
B.反应中消耗的氧化铜与碳的物质的量一定相等
C.反应中铜元素在固体中的质量分数逐渐变大
D.反应前后固体减轻的质量等于氧化铜中氧元素的质量
C
1.下列物质不能从金属氧化物中夺取氧的是（ ）
A.碳 B.氢气 C.二氧化碳 D.一氧化碳
C
3. 用 2000 吨含 Fe2O3 75%的铁矿石，最多可以提炼出多少吨纯铁？
=
2000 吨
×
160
×100%
112
75%
×
1050 吨
4.将一定量铝粉和氧化铜混合加热，反应化学方程式为：
2 Al + 3 CuO = Al2O3 + 3Cu。反应结束后，为了检验氧化铜是否完全反应，取少量反应后的固体，加入足量的稀硫酸，充分反应后，将铁片插入溶液中。下列叙述的现象中，能够说明氧化铜没有完全反应的是 （ ）
①加入稀硫酸后，有气泡生成　
②加入稀硫酸后，没有气泡生成　
③加入稀硫酸后，溶液中有红色不溶物质　
④插入溶液中的铁片表面有红色物质析出
A．①② B．②④
C．只有④ D．②③④
C
再见

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