3.金属矿物的开发利用
(1)金属在自然界中的存在形态
①在自然界中绝大多数金属以化合态的形式存在。
②少数化学性质不活泼的金属存在游离态。
(2)金属冶炼的实质
使金属化合物中的金属离子得电子被还原为金属单质的过程:Mn++ne-===M。
(3)金属冶炼的一般步骤
(4)常见冶炼方法(对于金属活动顺序表中金属)
①电解法——K~Al
Na:2NaCl(熔融)2Na+Cl2↑;
Mg:MgCl2(熔融)Mg+Cl2↑;
Al:2Al2O3(熔融)电解冰晶石4Al+3O2↑。
②热还原法——Zn~Cu
高炉炼铁:3CO+Fe2O32Fe+3CO2;
铝热反应制铬:2Al+Cr2O32Cr+Al2O3;
焦炭还原铜:C+2CuO2Cu+CO2↑。
③热分解法——Hg、Ag
Hg:2HgO2Hg+O2↑;
Ag:2Ag2O4Ag+O2↑。
[补短板]
(1)绝大部分金属在常温是固体,但汞为液体。
(2)常温下,多数合金是固体,但钠钾合金是液体。
(3)成分金属与合金的物理性质相比有所改变,但合金中各成分金属的化学性质仍然不变。
(4)金属越活泼,一般发现或使用的越晚。
(5)金属只有正价,反应时只表现还原性。
(6)有些活动性很强的金属也可以用还原法来冶炼,如
Na+KClK↑+NaCl、2RbCl+MgMgCl2+2Rb↑等,在此主要运用了化学平衡移动原理,利用K、Rb沸点低,汽化离开反应体系,使化学反应得以向正反应方向进行。
(7)活泼金属用电解法冶炼时,不能用其化合物的水溶液进行电解。
1.工业上冶炼铝为什么用电解熔融Al2O3而不用电解熔融AlCl3?冶炼镁为什么用电解熔融MgCl2而不用电解熔融MgO?
[答案] AlCl3为共价化合物,熔融时不导电,故不能用电解AlCl3的方法冶炼铝。尽管MgO属于离子化合物,但其熔点高,熔融时耗费更多能源,增加生产成本,而MgCl2的熔点较低,更易熔融,故工业冶炼镁使用电解熔融MgCl2的方法。
2.铝是地壳中含量最高的金属元素,为什么人类对铝的使用比铁、铜晚得多?
[答案] 铝的金属活动性比铁、铜强,难于冶炼,古代人们的技术条件达不到,不能冶炼铝,故铝的发现和大量使用比铁、铜晚得多。
3.热还原法用到的还原剂有焦炭、CO和H2,试从所得产物纯度及对环境污染的角度考虑哪种还原剂更好?
[答案] 最好的还原剂是H2;原因是焦炭会使产品的纯度降低,CO会污染环境。
命题点1 金属材料的性能及其应用
1.下列说法中正确的是 ( )
A.铁是人类在生产、生活中最早使用的金属材料
B.金、银、铜是应用最广泛的金属材料
C.钛被誉为“21世纪的金属”,应用前景很广阔
D.铜是导电性、导热性最好的有色金属
[答案] C
2.镁铝合金质优体轻,又不易锈蚀,被大量用于航空工业、造船工业、日用化工等领域。下列关于镁铝合金性质的叙述中,正确的是 ( )
A.此合金的熔点比镁和铝的熔点都高
B.此合金能全部溶解于稀盐酸中
C.此合金能全部溶解于氢氧化钠溶液中
D.此合金