届高三化学一轮复习精品教学案+分层练习 几种重要的金属2doc.docx

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金属的冶炼

【考纲要求】

1.常识性了解金属在自然界中的分布、存在形态以及储量；

2.了解金属冶炼的一般原理及步骤，记住金属冶炼的三种方法，即热分解法、热还原法和电解法；

3.常识性了解金属回收与环境资源保护的意义；能写出冶炼金属方法中对应的常见金属冶炼的有关化学发方程式.

教与学方案

【自学反馈】

1.金属在自然界存在有态也有态，

（1）你能否给金属的冶炼下一个定义？

（2）金属冶炼的原理是什么？

（3）金属冶炼一般要经过那几个步骤？

（4）金属冶炼有哪些方法？

金属活动顺序与金属冶炼方法有没有联

系呢？

如果有，有什么规律吗？

金属冶炼的一般规律：

KCaNaMgAl

（）法

ZnFeSnPb（H）Cu

（　　　　）法

HgAg　　　　　　　PtAu

（　　）法　　　　（　　　）法

（5）在热还原法中还原剂通常是与金属氧化物反应，如果矿石不是氧化物而

是硫化物或碳酸盐时，怎么办？

（6）焦炭和氢气作为还原剂有什么区别（优缺点），如果要冶炼纯度很高的

金属一般要选用什么还原剂？

用Al作为还原剂一般用于冶炼哪些金属？

2.金属冶炼的常见方法

（1）热分解法：

请写出中学化学中常见的用此法制取某些金属的化学方程式

（2）热还原法：

对于多数金属的冶炼，常用的还原剂如焦碳、一氧化碳、氢气和活泼金属加热反应的方法。

如：

Fe2O3+C=　

CuO+CO=

WO3　+H2=

MnO2+Al=

（3）电解法:

在金属活动顺序表中，等金属的还原性很强，这些金属都很容易失电子，因此不能用一般的方法和还原剂使其从化合物中还原出来，只能用电解其和的方法来冶炼.如（请用相关的化学方程式举例:

说明）

【例题解析】

[例1]Fe是地壳中含量很丰富的元素，也是生物体所必需的元素。

（1）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：

。

解题思路:

。

易错点:

。

[例2]已知Fe2O3在高炉中有下列反应

Fe2O3＋CO→2FeO＋CO2

反应形成的固体混和物（Fe2O3、FeO）中，元素铁和氧的质量比用mFe︰mO表示。

（1）上述固体混和物中，mFe︰mO不可能是（选填a、b、c多选扣分）

A.21︰9B.21︰7.5C.21︰6

（2）若mFe︰mO＝21︰8，计算Fe2O3被CO还原的百分率

（3）设Fe2O3被CO还原的百分率为A％，则A％和混和物中mFe︰mO的关系式为（用含mFe、mO的代数式表示）。

A％＝

请在下图中画出A%和mFe/mO关系的图形。

（4）如果Fe2O3和CO的反应分两步进行：

3Fe2O3＋CO→2Fe3O4＋CO2

Fe3O4＋CO→3FeO＋CO2

试分析反应形成的固体混和物可能的组成及相应的mFe︰mO（令mFe︰mO＝21︰a，写出a的取值范围）。

将结果填入下表。

混和物组成（用化学式表示）

a的取值范围

解题思路:

。

易错点:

。

【考题再现】

1.铁是自然界分布最广的金属元素之一，在地壳中的质量约占5%左右。

铁矿石的种类很多，重要的有磁铁矿石（主要成分是Fe3O4）、赤铁矿石（主要成分是Fe2O3）等。

（1）写出赤铁矿炼铁的主要化学方程式：

；

（2）红热的铁能跟水蒸气反应，有一种产物是可燃性气体，则其反应式为：

；

在常温下，铁跟水不起反应。

但是，在水和空气里的氧气及二氧化碳等的共同作用下，铁很容易生锈而被腐蚀，每年因腐蚀而损失的钢材占世界钢铁年产量的四分之一。

刷油漆是重要的防腐蚀措施之一，油漆防腐蚀的主要原理是。

（3）铁元素是人体的重要营养元素，举一例说明铁元素在人体中的重要作用：

。

思维方法:

。

展望高考:

2.海水的综合利用可以制备金属镁，其流程如下图所示：

（1）若在空气中加热MgCl2·6H2O，生成的是Mg（OH）Cl或MgO，写出相应反应的化学方程式。

用电解法制取金属镁时，需要无水氯化镁。

在干燥的HCl气流中加热MgCl2·6H2O时，能得到无水MgCl2，其原因是

（2）Mg（OH）2沉淀中混有的Ca（OH）2应怎样除去？

写出实验步骤。

（3）实验室里将粗盐制成精盐的过程中，在溶解、过滤、蒸发三个步骤的操作中都要用到玻璃棒，分别说明在这三种情况下使用玻璃棒的目的；

溶解时：

。

过滤时：

。

蒸发时：

。

思维方法:

。

展望高考:

3.孔雀石和石青是自然界存在的两种碳酸盐类铜矿，它们的化学组成可表示为：

xCuCO3·yCu（OH）2（x、y为正整数且

）

（1）孔雀石和石青分别与过量盐酸反应时，孔雀石耗用的盐酸的物质的量与生成的CO2的物质的量之比为4∶1；石青则为3∶1。

请推算它们的化学组成。

孔雀石∶；石青：

。

（2）现有孔雀石和石青混合样品，取两份等质量的样品，在一份中加入过量盐酸，生成CO23.36L（标准状况下）；加热另一份样品使其完全分解，得到CuO20g，试通过计算确定该混合物中孔雀石和石青的物质的量之比。

思维方法:

。

展望高考:

【针对训练】

A.基础训练

1．在铁粉中加入稀HNO3，当反应完全后，尚残留少量铁粉，则溶液中含量较大的阳离子是

A．Fe2+B．Fe3+C．H+和Fe2+D．Fe2+和Fe3+

2．用含硫量较高的生铁来炼钢时，应采取的措施是（）

A．加入较多的硅铁B．加入较多的焦炭

C．使用较多的生石灰D．掺入含磷较高的废铜

3．下列叙述中，正确的是（）

A．含金属元素的离子不一定都是阳离子

B．在氧化还原反应中，非金属单质，一定是氧化剂

C．是元素从化合态变为游离态时，该元素一定被还原

D．金属阳离子被还原不一定得到金属单质

4．某金属单质跟一定浓度的硝酸反应，假定只产生单一的还原产物。

当参加反应的单质与被还原硝酸的物质的量之比为2∶1时，还原产物是（）

A．N2OB．NOC．NO2D．N2

5．制印刷电路时常用氯化铁溶液作为“腐蚀液”，发生的反应为2FeCl3+Cu=2FeCl2+CuCl2。

向盛有氯化铁溶液的烧杯中同时加入铁粉和铜粉，反应结束后，下列结果不可能出现的是

A．烧杯中有铜无铁B．烧杯中有铁无铜

C．烧杯中铁、铜都无D．烧杯中铁、铜都有

6．不用其它试剂，限用化学方法区别下列两组内的四瓶溶液：

①FeCl3、BaCl2、MgSO4、Al2（SO4）3②Al2（SO4）3、盐酸、BaCl2、K2CO3（）

A．只有①组可以B．只有②组可以

C．两组都可以D．两组都不可以

B.提高训练

7．有A、B、C三种单质，常温下A是固体，B是液体，C是气体。

X、Y、Z是均含同一种元素的化合物，Y溶于水得无色溶液，Y的水溶液能跟A反应，它们之间的相互转化关系如右图所示，其中X的化学式为。

8．将agMgCO3与hgNaHCO3分别加入到100mL1mol/L的盐酸中，若反应后所得两种溶液的质量相等，则a与b的关系和取值范围是。

9．有A、B、C、D、E五种溶液，它们的阳离子分别是Ag+、Na+、Ba2+、Al3+、Fe3+，阴离子分别是Cl－、NO3－、OH－、SO42－、CO32－（都不重复）现进行如下实验：

（1）C溶液中加入纯铁粉，溶液质量增加。

（2）A、E溶液都呈碱性。

则得0.1mol/L的A溶液pH值小于13。

（3）在B溶液中逐滴加入氨水，出现沉淀，继续加入氨水，沉淀消失。

（4）在D溶液中加入硝酸钡溶液无现象。

由上述现象可推知各种溶液中所含的阳、阴离子是

溶液

A

B

C

D

E

阳离子

阴离子

C.能力训练

10.推断下列由两种金属组成的合金成份，并写出有关反应的离子方程式:

（1）合金由和组成

（2）写出②、③、⑤反应的离子方程式是

②

③

⑤

11．有一种工业废水，已知其中含有大量硫酸亚铁，少量Ag+和Na+。

今设计一种既经济又合理的方法，回收银和硫酸亚铁。

设计方案如下图所示，

（1）药品①是

（2）沉淀是

（3）药品②是

（4）母液中存在的阳离子有

12．提示：

某些金属氧化物跟熔融烧碱反应可生成盐。

根据以下化学反应框图填空：

（1）单质F是

（2）写出由E生成G的离子反应方程式（或化学方程式）

（3）溶液I中所含金属离子是

（4）由C→E+F若改用浓酸，则不能选用的浓酸是（写分子式）

13．A、B、C、D是四种可溶性离子化合物，其组成中的阴阳离子各不相同，它们在溶液中电离的阴、阳离子分别为Cl－、SO42－、NO32－、OH－、Ag+、Na+、Mg2+、Cu2+。

当四种物质的稀溶液反应时产生如下现象①A+B→产生白色沉淀；②B+D→产生白色沉淀；③C+D→产生蓝色沉淀。

由此可以判断（写分子式）ABCD。

14．为测定一种复合氧化物型的磁性粉末材料的组成，称取6.26g样品，将其全部溶于过量稀硝酸后，配成100mL溶液。

取50mL溶液，加入过量K2SO4溶液，生成白色沉淀，经过滤、洗涤，烘干后得2.33g固体。

另取25mL溶液，加入少许KSCN溶液，显红色。

再取余下的25mL溶液，加入过量NaOH溶液，生成红褐色沉淀，将沉淀过滤、洗涤，灼烧后的0.80g固体。

请计算并结合推理填写下表。

组成该磁性材料的元素是

各元素的质量比是

各元素的原子个数比是

该磁性材料的化学式为

15．取一根镁条置于坩锅内点燃，得到氧化镁和氮化镁混合物的总质量为

470g.冷却后加入足量水，将反应产物加热蒸干并灼烧，得到的氧化镁质

量为0.486g。

⑴写出氮化镁与水反应生成氢氧化镁和氨的化学方程式。

⑵计算燃烧所得混合物中氮化镁的质量分数。

第四课时金属的冶炼

【针对训练】

1．A2．C3．AD4．A5.B提示：

还原性：

Fe>Cu，氧化性：

Fe3+>Cu2+>Fe2+,Fe先于Cu参加反应，烧杯中不可能有Fe无Cu。

6．B7．FeBr2

8．a=b<4,2,提示：

本题属于字母型讨论计算问题，有一定难度，但题中已作了限制“反应后所得两种溶液质量相等”，因而只可能盐酸足量，否则就不合题意了。

∵n（HCl）=0.1×1=0.1（mol）.

MgCO3+2HCl=MgCl2+CO2+H2O

84244

a0.1

a

MgCO3与盐酸刚好反应时a=4.2g

NaHCO3+HCl=NaCl+CO2+H2O

84144

66.1

b

NaHCO3与盐酸刚好反应时b=8.4g

要满足题设应有：

，即a=b

综合考虑得a=b<4.2

9、

（1）Al和Fe

（2）2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl－

（3）Fe3++3OH－=Fe（OH）3

（4）

10．

溶液

A

B

C

D

E

阳离子

Na+

Ag+

Fe3+

Al3+

Ba2+

阴离子

CO32－

NO3－

SO42－

Cl－

OH－

11．

（1）过量Fe粉

（2）银和过量的Fe粉

（3）过量的稀H2SO4

（4）H+、Na+、Fe2+

12．

（1）H2

（2）4Fe2++8NH3·H2O+O2+2H2O=4Fe（OH）3+8NH4+

（3）Al3+和Na+（4）H2SO4（HNO3）

13．A：

AgNO3B：

MgCl2C：

CuSO4D：

NaOH

14．

组成该磁性材料的元素是

钡、铁、氧

各元素的质量比是

钡∶铁∶氧=2.74∶2.24∶1.28

各元素的原子个数比是

Ba∶Fe∶O=1∶2∶4

该磁性材料的化学式为

BaFe2O4（或BaO、Fe2O3）

提示：

（1）经分析，可初步判断2.33g固体是BaSO4,0.80g固体是Fe2O3.

设：

6.26g样品中含钡元素，铁元素的质量分别为x、y

Ba—BaSO4

137y233y

x2.33g×2x=2.74g

2Fe—Fe2O3

112y160g

y0.80g×4y=2.24g

则6.26g样品中含氧元素的质量为：

6.26g－2.74g－2.24g=1.28g

（2）该磁性材料中

Ba∶Fe∶O=

=1∶2∶4

该磁性材料的化学式为BaF2O4

Ba（NO3）2+K2SO4=BaSO4+2KNO3

Ba－BaSO4∵取了50mL∴相当于2.33×2是100mL中的Ba

2Fe－Fe2O3,50mL中取25mL∴50mL为0.8×2,100mL为0.8×2×2=0.8×4g

15．

（1）Mg3N2+6H2O=2NH3+Mg（OH）2

（2）17%

提示：

设原混合物中Mg3N2的质量为x，由Mg3N2生成的MgO的质量为y

Mg3N2→3MgO

100120

xy

y=

x（0.470－x）+

x=0.486

x=0.080（g）

Mg3N2%=

×100%=17%