金属的冶炼学习指导

在人类发现的一百多种元素中大约有80%是金属元素，这些金属元素广泛地存在于矿物、动植物体和海洋中。人类利用金属的历史悠久，春秋晚期，我国已经发明了冶炼生铁的技术，这比欧洲早1900年。如果没有金属材料的广泛应用，也就没有当今社会的快速发展，更没有我们的现代化生活。因此，人们一直用钢铁工业是否发达作为衡量一个国家国力的重要标志。1996年，我国钢铁产量已在世界排名第一，为此中国邮政总局发行了两枚邮票以示庆祝和纪念。那么，金属的冶炼原理、步骤与方法又是怎样的呢?

为纪念1996年中国钢产量突破一亿吨而发行的邮票

一、金属冶炼的原理

金属的冶炼是把金属从矿石中提炼出来。由于矿石中的金属元素绝大多数都是以正化合价存在的，所以金属冶炼的实质是在高温下用还原剂将化合态的金属还原成单质。

二、金属冶炼的步骤

金属冶炼的一般步骤：①矿石的富集(除去杂质，提高矿石中有用成分的含量);②冶炼( );③精炼(提炼纯金属)。

三、金属冶炼的方法

1. 热分解法

可用于热分解法冶炼的金属，其元素的金属性很弱，原子难失电子，离子易得电子，化合物的稳定性较弱。在常见金属活动性顺序表的右端区域(如Hg、Ag)。如：

2. 热还原法

可用热还原法冶炼的金属，其金属性比较强，在常见金属活动性顺序表中居于中间区域。

①焦炭还原法。如：

②一氧化碳还原法。如：

③氢气还原法。如：

④活泼金属还原法。如：

此反应又称铝热反应。通常可作铝热剂的还有Al和 、Al和 、Al和 、Al和 等(试着写出这些反应的化学方程式)。铝热反应实验中的镁条和氯酸钾的作用是发生氧化还原反应提供铝和氧化铁反应所需的热量。反应现象：剧烈反应，发生耀眼的光，纸漏斗的下部被烧穿，沙子上落有黑色铁珠。

铝热反应的注意事项：实验时要注意安全，反应装置应远离易燃物;铝粉要细;预先擦去镁带的氧化膜，且镁带的长度约10cm(过短热量不够，影响实验效果)。

说明：①用焦炭还原法冶炼金属，炼得的金属中往往含有少量的碳。

②用CO冶炼金属时，由于CO一般是在金属冶炼炉中通过下列反应生成的： ， 。所以用CO冶炼得的金属中也会含有少量的碳。

③用H2还原法冶炼金属，炼得的金属的纯度相对较高，但成本高。

④用铝热反应冶炼金属，克服了被冶炼金属及其氧化物熔点高、难以冶炼的问题，但成本高。

⑤用热还原法冶炼得到的不纯金属，有的是必要的，也有的是不必要的则需要提纯精炼。

3. 电解法

电解法冶炼一般用于活泼金属的冶炼(如K、Ca、Na、Mg、Al等)。缺点是耗电量大，成本较高。值得一提的是，冶炼铝不能用电解 的方法(因共价化合物在熔融时不导电)。如：

综上所述，有的金属既可以用热还原法，又可以用电解法，在热还原法中，也可以采用不同的还原剂。对于一种金属的冶炼采用什么样的方法，选用什么样的还原剂，要根据生产原料、设备和金属的用途等多种因素综合确定。