高考化學(xué)考點(diǎn)解析、例題精講與訓(xùn)練：金屬的冶煉

高考化學(xué)考點(diǎn)解析、例題精講與訓(xùn)練：金屬的冶煉

1.復(fù)習(xí)重點(diǎn)

1.金屬冶煉的化學(xué)原理和金屬冶煉的基本方法；

2.金屬回收及資源保護(hù)的重要作用，

3.重點(diǎn)是考查金屬冶煉的基本方法。

2.難點(diǎn)聚焦

一、金屬在自然界中的存在形式：

1.游離態(tài)

化學(xué)性質(zhì)不活潑的金屬,在自然界中能以游離態(tài)的形式存在，如：AuAgPtCu

2.化合態(tài)

化學(xué)性質(zhì)比較活潑的金屬,在自然界中能以化合態(tài)的形式存在，如：AlNa

說明：少數(shù)金屬在自然界中能以游離態(tài)的形式存在；而大多數(shù)的金屬在自然界中能以化合

態(tài)的形式存在.

二、金屬的冶煉：

1.金屬冶煉的實(shí)質(zhì)

用還原的方法，使金屬化合物中的金屬陽(yáng)離子得電子變成金屬原子.

Mn++ne-M

2.金屬冶煉的主要步驟：

①礦石的富集

目的：除去雜質(zhì)，提高礦石右的有用成分的含量；

②冶煉

目的：得到金屬單質(zhì).

原理：利用氧化還原反應(yīng)原理,在一定條件下，用還原劑把金屬礦石中的金屬離子還原成金屬

單質(zhì).

③精煉

目的：提高金屬的純度.

3.金屬冶煉的一般方法：

根據(jù)金屬的活潑性.

(1)熱分解法：

適用范圍：不活潑金屬Ag--Au

如：2Ag2O^4Ag+02t

2HgO=^2Hg+021

(2)還原法：

適用范圍：較活潑的金屬Zn--Cu

如：Fe2O3+3CC^遢2Fe+3CO2

Cr2O3+2AI==fbr+AI2O3

常用的還原劑：C、CO、H2和活潑金屬如鋁等.

說明鋁熱反應(yīng)也屬于熱還原法.

［思考］對(duì)于極活潑金屬的冶煉，能否用熱還原法？如不能則應(yīng)使用什么方法？

3.電解法：

適用范圍：活潑的金屬K--AI

電解

如：2Al2O3====4AI+3。2t

2NaCI」B爵Na+CI21

電解

比較：2NaCI+2H2。二2NaOH+H2t+CI2t

電解

2CUSO4+2H2O===2CU+2H2SO4+O2t

電解法也常用于某些不活潑的金屬的精煉.

［說明］電解法的缺點(diǎn)是要消耗大量的電能，成本較高.

三、金屬的回收與環(huán)境、資源保護(hù)

1.金屬回收的意義

（1）行約礦物資源;（2）節(jié)約能源;（3）減少環(huán)境污染.

2.回收廢金屬的利用.

大部分可以重新制成金屬及化合物再用.

實(shí)例：

廢鐵屑可以鐵鹽或亞鐵鹽，如綠機(jī),廢舊鋼鐵可以煉鋼.

從電解精煉銅的陽(yáng)極泥中可以回收金銀等貴重金屬

從定影液中可以回收金屬銀.

小結(jié)：金屬的活動(dòng)性順序與金屬的冶煉方法.

3.例題精講

例1不太活潑的金屬元素硝酸鹽在受熱分解時(shí)金屬元素將轉(zhuǎn)變?yōu)槠溲趸锘騿钨|(zhì)。在通風(fēng)櫥

中給盛有少量硝酸汞固體的試管加熱，最后試管中（）

A、留下銀白色的液體

B、留下少量白色硝酸汞固體

C、留下紅色氧化汞固體

D、無剩余物

例2冶煉金屬一般有下列四種方法：①焦炭法；②水煤氣（或氫氣，或一氧化碳）法；③

活潑金屬置換法：④電解法。四種方法在工業(yè)上均有應(yīng)用。古代有（I）火燒孔雀石煉銅；（II）

濕法煉銅；（III）鋁熱法煉銘；（IV）從光鹵石中煉鎂，對(duì)它們的冶煉方法的分析不無頓的是（）

A.（I）用①B.H用②C.III用③D.IV用④

解析：金屬冶煉的方法與金屬在自然界中存在的狀態(tài)、金屬活動(dòng)性有關(guān)。一般電解法適合

冶煉金屬性強(qiáng)的金屬（金屬活動(dòng)順序表AI以前）；而水煤氣（Hz、CO）法、焦炭法、活潑金屬

置換法等用還原劑還原金屬法，適合于金屬活動(dòng)性介于Zn~Cu之間的大多數(shù)金屬的冶煉。

A木

對(duì)于（）

1CU2（OH）2CO3---------2CUO+CO2T+H2O

A小

Cu2O+C2Cu+C02T符合①

對(duì)于（II）Fe+CuSO4=FeSO4+Cu符合③

高溫

對(duì)于（IH）2A1+Cr2O3A12O3+2Cr符合③

對(duì)于（IV）先從光鹵石提取MgCl2,再電解MgCl2

電解人

MgCl,==Mg+Cl2T符合④

熔融

故本題答案為B

例3用氧化鋁、二氧化鎰作為原料，如何制取金屬錦？寫出反應(yīng)的化學(xué)方程式。

電解

2Al2G3---旬1丁3。2t

高溫

3MnO2+4A1==3Mn+2Al2。3

例4根據(jù)下圖所示實(shí)驗(yàn)室用一氧化碳還原氧化鐵的實(shí)驗(yàn)裝置，回答以下問題:

①反應(yīng)過程中發(fā)生的現(xiàn)象是：

玻璃管里粉末由紅棕色逐漸變黑，B中溶液出現(xiàn)渾濁。；

②塑料袋的作用是收集未反應(yīng)完的CO,以防中揖。

Fe2（）3

4.實(shí)戰(zhàn)演練

一、選擇題

1.冶煉金屬一般有下列4種方法：①焦炭法；②水煤氣法（或氫氣、或一氧化碳）法；

③活潑金屬置換法；④電解法。4種方法在工業(yè)上均有應(yīng)用。古代有（I）火燒孔雀石煉銅；

（II）濕法煉銅?，F(xiàn)代有（III）鋁熱法煉銘；（IV）從光鹵石中煉鎂。對(duì)它們的冶煉方法的

分析不正確的是

A.（I）用①B.（II）用②

c.（ni）用③D.（w）用④

2.下列物質(zhì)的反應(yīng)，不能置換出Fe的是

A.FeO+CB.Fe2O3+CO

C.Al+FesCXiD.Cu+FeCh

3.在高溫下，用CO還原機(jī)gFez。?,得ngFe,已知氧的相對(duì)原子質(zhì)量為16,則Fe的相對(duì)

原子質(zhì)量為

2（m-n）m-n

A.--------B.-----

3n8n

C.——-——D.^^-

24（m-n）m-n

4.有0.4g鐵的氧化物，用足量的CO在高溫下將其還原，把生成的全部CO2通入足

量澄清石灰水中，得到0.75g固體沉淀物。這種鐵的氧化物的化學(xué)式為

A.FeOB.FezCh

C.Fe3（）4D.FeO>Fe2（）3

5.在煉鐵、煉鋼過程中都有碳參加反應(yīng)，下列有關(guān)碳參加反應(yīng)的敘述錯(cuò)誤的是

A.兩個(gè)過程中碳原子都是被氧化，都只起著提供熱源的作用

B.煉鐵過程中碳被氧化，既起產(chǎn)生熱量的作用，又起產(chǎn)生CO的作用

C.煉鋼過程中碳被氧化，從而達(dá)到降低含碳量的目的

D.煉鐵過程中碳參加反應(yīng)，只起著產(chǎn)生CO的作用

6.下列反應(yīng)中，氧化劑與還原劑之比是1：3的是

高溫

A.FeO+Si=====Fe+SiC）2

高溫

B.Fe2O3+CO==Fe+CO2

C.Fe"+Fe——>Fe2+

A

D.Cu+H2so￡濃）?CuSO4+SO2t+H20

7.合金具有許多特點(diǎn)，如Na-K合金為液體，而Na和K的單質(zhì)均為固體。據(jù)此，試推

測(cè)：生鐵、純鐵、碳3種物質(zhì)中，熔點(diǎn)最低的是

A.純鐵B.生鐵

C.碳D.無法確定

8.我國(guó)的稀土礦含量豐富，稀土元素可用RE表示。在提純過程中可以向稀土元素的硫

酸鹽溶液中加入粉狀Na2sCU使稀土元素轉(zhuǎn)化為沉淀，反應(yīng)為：

A

RE2（SO4）3+Na2SO4+xH2O===RE2（SO4）3?Na2sO4?田20gl,2）下歹i］有關(guān)敘述正確

的是

A.該反應(yīng)一定在強(qiáng)堿溶液中進(jìn)行

B.產(chǎn)生沉淀的反應(yīng)為復(fù)分解反應(yīng)

C.反應(yīng)生成的沉淀屬于復(fù)鹽

D.產(chǎn)生沉淀的變化屬于化學(xué)變化

9.下列敘述正確的是

A.含金屬元素的離子不一定是陽(yáng)離子

B.在氧化還原反應(yīng)中，非金屬單質(zhì)一定是氧化劑

C.某元素從化合態(tài)變?yōu)橛坞x態(tài)時(shí)，該元素一定被還原

D.金屬陽(yáng)離子被還原不一定得到金屬單質(zhì)

10.質(zhì)量相等的CaO2和CaO兩份樣品，前者與后者所含氯元素的質(zhì)量比是

A.2：1B.7：9

C.14：9D.9：7

二、非選擇題（50分）

11.（8分）制FeO常用下法：

A

FeC2O4==FeO+COt+C02t

試說明不采用FeC03加熱分解制FeO而用此法制FeO的原因。

12.(12分)(1996年全國(guó)高考題)在一定條件下用普通鐵粉和水蒸氣反應(yīng)，可以得到

鐵的氧化物。該氧化物又可以經(jīng)過此反應(yīng)的逆反應(yīng)，生成顆粒很細(xì)的鐵粉。這種鐵粉具有很

高的反應(yīng)活性，在空氣中受撞擊或受熱時(shí)會(huì)燃燒，所以俗稱“引火鐵”。請(qǐng)分別用圖中示意

的兩套儀器裝置，制取上述鐵的氧化物和“引火鐵”。實(shí)驗(yàn)中必須使用普通鐵粉和6moi-L

t鹽酸，其他試劑自選(裝置中必要的鐵架臺(tái)、鐵夾、鐵圈、石棉網(wǎng)、加熱設(shè)備等在圖中均

已略去)。

填寫下列空白：

(1)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行時(shí)試管A中應(yīng)加入的試劑是:

燒瓶B的作用是；

燒瓶C的作用是；

在試管D中收集得到的是o

(2)實(shí)驗(yàn)時(shí)，U型管G中應(yīng)加入的試劑是；長(zhǎng)頸漏斗H

中應(yīng)加入。

(3)兩套裝置中，在實(shí)驗(yàn)時(shí)需要加熱的儀器是(填該儀器對(duì)應(yīng)的字

母)O

(4)燒瓶I中發(fā)生的反應(yīng)有時(shí)要加入少量硫酸銅溶液，其目的

是。

(5)試管E中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式是。

(6)為了安全，在E管中的反應(yīng)發(fā)生前，在F出口處必

須:E管中的反應(yīng)開始后，在F出口處

應(yīng)。

13.(12分)下圖是一個(gè)實(shí)驗(yàn)示意圖，方框表示有關(guān)的儀器，箭頭表示液體或氣體的流

向

圖中A是液體，B、C是固體。A與B反應(yīng)后產(chǎn)生的氣體經(jīng)過C,得到純氣體X。X通

過灼熱CuO.CuO轉(zhuǎn)化為Cu?氣體再通過濃H2so4,最后得到純氣體Y,Y是對(duì)環(huán)境沒有污

染的氣體，大量排放也沒有危險(xiǎn)。

為進(jìn)行以上實(shí)驗(yàn)，請(qǐng)從下列試劑范圍內(nèi)選擇合適的A、B和C：濃硫酸、稀硫酸、濃硝

酸、稀硝酸、濃鹽酸、稀鹽酸、鋅粒、濃NaOH溶液、大理石、堿石灰、NECl固體。

（DA是,B是,C是,X是。

（2）寫出A和B,X和CuO反應(yīng)的化學(xué)方程式。

14.（8分）為測(cè)定一種復(fù)合氧化物型的磁性粉末材料的組成，稱取12.52g樣品，將其

全部溶于過量稀硝酸后，配成100mL溶液。取其一半，加入過量K2sO4溶液，生成白色沉

淀，經(jīng)過濾、洗滌、烘干后得4.66g固體。在余下的50mL溶液中加入少許KSCN溶液，

顯紅色；如果加入過量NaOH溶液，則生成紅褐色沉淀，將沉淀過濾、洗滌、灼燒后得3.20

g固體。

（1）計(jì)算磁性粉末材料中氧元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。

（2）確定該材料的化學(xué)式。

15.（10分）有CuO和木炭粉的混合物4.24g,在高溫條件下充分反應(yīng)后，剩余固體混

合物呈紅色，質(zhì)量為3.36g；若反應(yīng)產(chǎn)生的氣體能全部被過量的澄清石灰水吸收,得沉淀2g,

試通過計(jì)算指出所得固體產(chǎn)物的組成及質(zhì)量分?jǐn)?shù)。

附參考答案

一、l.B2.D3.D

高溫

4.解析：FevOv+yCO===xFe+)CC)2

(56x+16y)gymol

075

0.4gmol

Too

得：x：y=2：3

答案：B

5.AD6.B7.B8.CD

高溫