1.熟知鐵、鋁的冶煉原理和方法。2.知道金屬在自然界中的存在形態(tài)和金屬冶煉的一般方法，會寫相關 的化學方程式。3.認識我國古代文明與金屬冶煉的關系；感受物質制備中豐富的化學 思想。
1.金屬的存在形式(1)_______：以_____形式存在，比如_______________等。(2)_______：以_______形式存在，比如鐵元素存在于赤鐵礦中，鋁元素存在于鋁土礦中等。(3)還有一些金屬以離子或礦石的形式分布于海洋中，如鈉、鎂、錳等。
2.金屬的存在形式與其活動性的關系(1)活動性較___的金屬，以各種各樣的_______存在于自然界中。(2)活動性較___的金屬，有可能以_______形式存在。3.鐵、銀元素的存在形式(1)鐵元素在自然界中存在形式既有_______也有_______，主要以______的形式存在。鐵元素有_____(主要存在于_____中)_______和_______等存在形式。(2)銀元素有_______、_______(Ag2S)、_______(Ag2Te)等存在形式。
(1)由于鐵性質比較活潑，所以自然界中沒有游離態(tài)的鐵單質(　　)(2)金屬元素主要存在于地殼的礦石中，海洋中幾乎沒有金屬元素(　　)(3)由于銀活動性較弱，在自然界中只有游離態(tài)的自然銀沒有化合態(tài)的銀礦石(　　)(4)鋁的活動性較強，所以鋁被人類開發(fā)利用年限較早(　　)(5)金屬銅是人類使用和開發(fā)比較早的金屬之一(　　)
如圖表示金屬活動性順序表中銅、錫、鐵和鋁元素被人類大規(guī)模開發(fā)利用的大致年限。(1)新石器中期，在我國的河北和甘肅等地就已用自然銅來打制銅器，俄羅斯和意大利都有自然銅的礦產(chǎn)地。但很少聽聞關于自然鐵(單質鐵)礦產(chǎn)的報道。為什么？提示　鐵的金屬活動性較銅強，自然界中沒有自然鐵，自然鐵主要存在于隕石中。
(2)根據(jù)以上金屬的活動性和人類開發(fā)利用這些金屬時間的數(shù)據(jù)，你發(fā)現(xiàn)了什么規(guī)律？提示　金屬的活動性越弱，人類開發(fā)、利用它的時間越早；金屬的活動性越強，人類開發(fā)、利用它的時間越遲。(3)找出你熟悉的2～3種金屬單質，說明它們的制備方法，寫出有關的化學方程式。
1.金屬冶煉(1)定義：利用_________使金屬元素從_______變?yōu)開______的過程。(2)金屬的冶煉方法①熱分解法：適合冶煉________________的金屬。例如：____________________， 。②高溫還原法：用________________________________還原金屬氧化物，適合冶煉金屬活動性順序表中鋅到銅之間的大多數(shù)金屬。例如：__________________________。
還原劑(CO、C、H2和活潑金屬等)
③電解法：適合冶煉________________的金屬(一般為金屬活動性順序表中鋁及鋁前面的金屬)。例如：MgCl2(熔融) __________，2NaCl(熔融) ___________，2Al2O3(熔融) ___________。
2.鐵的冶煉(1)高爐煉鐵①原料：_______、_____、_______等。②設備：_________。③原理：高溫下用還原劑將_______________________。
鐵從其化合物中還原出來
(2)鋁熱法煉鐵鋁熱反應實驗中的有關問題
為鋁熱反應提供高溫條件
鎂帶劇烈燃燒，放出大量的熱，并發(fā)出耀眼的白光
紙漏斗的下部被燒穿，有熔融物落入沙中
(1)赤鐵礦的主要成分為Fe3O4(　　)(2)MgO與Al粉的混合物也可稱為鋁熱劑(　　)(3)活潑的金屬如Na、Mg、Al可采用電解法冶煉(　　)(4)高爐煉鐵中加入的石灰石只會產(chǎn)生爐渣，無其他作用(　　)(5)高爐煉鐵中其實還原氧化鐵的還原劑是CO(　　)
金屬與人類生活和社會發(fā)展的關系非常密切。(1)如圖表示金屬活動性順序表中銅、鐵和鋁元素被人類大規(guī)模開發(fā)、利用的大致年限。?圖中信息可以說明：銅、鐵和鋁的金屬活動性強弱與人類開發(fā)、利用它們的時間先后的關系是____________。金屬鉻(Cr)能溶解在熱的鹽酸中，放出H2，同時生成CrCl2，預測：鉻____(填“能”或“不能”)與硫酸銅溶液反應，理由是____________________________________________。
鉻排在氫前，而銅排在氫后，鉻的活動性大于銅
解析　由圖中標注的開發(fā)年代可知銅開發(fā)的最早，鋁最晚；因為氫前金屬可與酸反應生成氫氣，所以鉻在氫前，而銅在氫后，依據(jù)活動性強的金屬可從活動性弱的金屬的鹽溶液中把金屬置換出來可知鉻的活動性大于銅。
(2)煉鐵的原理是高溫下，利用一氧化碳與氧化鐵的反應，其反應的化學方程式為Fe2O3＋3CO 2Fe＋3X，則X的化學式是_____。
解析　依據(jù)化學反應前后原子的個數(shù)及種類不變可知X中應該含有1個碳原子和2個氧原子，則是二氧化碳，只有這樣才能保證原子的個數(shù)反應前后不變。
(3)工業(yè)上，采用電解熔融氧化鋁(Al2O3)的方法冶煉鋁，電解熔融氧化鋁生成鋁和氧氣，寫出反應的化學方程式：___________________________。
解析　敘述中反應物是氧化鋁，生成物是鋁與氧氣，條件是通電，方程式為2Al2O3(熔融) 4Al＋3O2↑。
(1)金屬的冶煉方法與金屬活動性的關系
(2)在工業(yè)上還有一種冶煉方法叫做濕法冶金，即利用活潑金屬把不活潑金屬從它的鹽溶液中置換出來。例如：CuSO4＋Fe===Cu＋FeSO4。
1.高爐煉鐵生產(chǎn)中下列說法正確的是A.還原氧化鐵的還原劑是焦炭B.采用富氧空氣可以得到純鐵C.加石灰石的目的主要是為了除去過量碳D.用于冶煉生鐵的礦石主要有磁鐵礦、赤鐵礦
解析　A項中，焦炭發(fā)生的反應：其中CO將鐵礦石中的鐵還原成鐵單質，A項錯誤；高爐煉鐵得到的只是含碳量為2%～4.5%的生鐵，不會得到純鐵，B項錯誤；加入石灰石的目的是它在高溫下分解成生石灰，繼而再與SiO2反應生成CaSiO3爐渣，除去雜質SiO2，故C項錯誤。
解析　A項，關于金屬冶煉的本質和方法的敘述是正確的；B項，濕法煉銅是用鐵置換出銅；C項，煉鐵中加入石灰石是為了除去二氧化硅雜質；D項，工業(yè)上電解熔融的NaCl來制取Na。
2.下列關于金屬冶煉的說法正確的是A.金屬冶煉的本質是將化合態(tài)金屬還原為游離態(tài)，冶煉方法由金屬的活 動性決定B.銅的濕法冶煉是將金屬鈉投入到CuSO4溶液中，從而置換出銅C.鐵通常采用高溫還原法冶煉，加入石灰石的目的是除去過量的碳D.用海水為原料制得精鹽，再電解純凈的NaCl溶液可制得金屬鈉
解析　工業(yè)上電解熔融的氯化鎂來制取金屬Mg，A錯誤；鈣的工業(yè)制法與鎂相似，電解熔融的氯化鈣，B錯誤；工業(yè)制取Mn用高溫還原法，單質Al與二氧化錳發(fā)生置換反應，C正確；汞單質的制取用熱分解法，分解HgO得到Hg單質，D錯誤。
3.工業(yè)上制備下列金屬，采用的化學反應原理正確的是
4.下列各種冶煉方法中，可制得相應金屬的為A.高溫分解碳酸鈣B.電解熔融氯化鎂C.氧化鋁和焦炭混合加熱D.電解飽和食鹽水
5.目前電動車、手機等使用的新型電池——鋰電池，是一種高效、環(huán)保電池。已知鋰的金屬性介于鈉和鎂之間，則下列能冶煉出金屬鋰的方法是A.電解法 B.高溫還原法C.熱分解法 D.鋁熱還原法
解析　中等活潑的金屬用高溫還原法冶煉；活潑金屬用電解法冶煉；不活潑金屬用熱分解法冶煉；高熔點金屬用鋁熱法冶煉。
6.冶煉金屬常用以下幾種方法：①以C、CO或H2作還原劑?、诶娩X熱反應原理還原 ③電解法?、軣岱纸夥āＯ铝薪饘俑鞑捎媚姆N方法還原最佳。(1)Fe、Zn、Cu等中等活潑金屬_____(填序號，下同)。(2)Na、Mg、Al等活潑或較活潑金屬______。(3)Hg、Ag等不活潑金屬_____。(4)V、Cr、Mn、W等高熔點金屬_____。
題組一　金屬冶煉與金屬活動性的關系1.從使用金屬的歷史來看，先是青銅器時代，而后是鐵器時代，鋁的利用是近百年的事。使用金屬的先后順序跟下列有關的是①地殼中的金屬元素的含量　②金屬活動性順序?、劢饘俚膶щ娦浴、芙饘僖睙挼碾y易順序　⑤金屬的延展性A.①③ B.②④ C.③⑤ D.②⑤
解析　由圖可知，活潑性越弱的金屬越早被人類開發(fā)利用，因此金屬開發(fā)利用的大致年代與其活動性有關。
2.從石器、青銅器到鐵器時代，金屬的冶煉體現(xiàn)了人類文明的發(fā)展水平。如圖表示三種金屬被人類開發(fā)利用的大致年代，之所以有先后，主要取決于A.金屬的導電性強弱B.地殼中金屬元素的含量多少C.金屬的化合價高低D.金屬的活動性強弱
3.已知一些金屬單質的發(fā)現(xiàn)與其金屬活動性存在著某種必然的聯(lián)系，你認為下列事件發(fā)生在鐵器時代之前的是①金屬鋁的冶煉　②青銅器時代?、劢疸y的使用?、艽骶S發(fā)現(xiàn)金屬鈉?、?5世紀中國使用鋅鑄幣A.②③⑤ B.②③C.①②③ D.①④⑤
題組二　金屬的冶煉原理與方法4.工業(yè)上冶煉金屬一般用熱分解法、高溫還原法和電解法。選用不同方法冶煉不同金屬的主要依據(jù)是A.金屬在自然界中的存在形式B.金屬元素在地殼中的含量C.金屬陽離子得電子的能力D.金屬熔點的高低
5.我國古代曾用火燒孔雀石和焦炭混合物的方法煉銅。孔雀石的主要成分是CuCO3·Cu(OH)2，這種冶煉銅的方法是A.焦炭還原法 B.濕法煉銅C.鋁熱還原法 D.電解法
解析　CuCO3·Cu(OH)2 2CuO＋CO2↑＋H2O，生成的CuO被焦炭與CO2反應生成的CO還原生成Cu。
6.工業(yè)上以鋁土礦(主要成分是氧化鋁，含氧化鐵雜質)為原料冶煉鋁的工藝流程如圖：下列敘述正確的是A.反應①中試劑X是氫氧化鈉溶液B.Y是HCl，它與 反應生成氫氧化鋁C.圖中所示轉化反應中包含2個氧化還原反應D.將試劑X與Y進行對換，最終可以達到相同結果
解析　B項，若Y是HCl，它與 反應生成Al3＋，錯誤；C項，圖中所示轉化只有2Al2O3(熔融) 4Al＋3O2↑是氧化還原反應，錯誤；D項，試劑X為氫氧化鈉溶液，沉淀C為氧化鐵，溶液A為偏鋁酸鈉和氫氧化鈉溶液，通入過量二氧化碳氣體，發(fā)生反應：NaAlO2＋CO2＋2H2O===Al(OH)3↓＋NaHCO3，不能對換，錯誤。
7.鋁熱反應(2Al＋Fe2O3 Al2O3＋2Fe)的實驗裝置如圖所示，有關該反應的下列說法中正確的是A.a為鎂條B.b為氧化鐵與鋁粉的混合物C.2 ml氧化劑參與反應轉移電子的數(shù)目為6NAD.還原劑與氧化產(chǎn)物的物質的量之比為1∶2
解析　a為鎂條，起引燃作用，A項正確；b為氯酸鉀，B項錯誤；該反應中的氧化劑是氧化鐵，2 ml氧化鐵參與反應轉移電子的數(shù)目為12NA，C項錯誤；該反應中還原劑是鋁，氧化產(chǎn)物是氧化鋁，還原劑和氧化產(chǎn)物的物質的量之比為2∶1，D項錯誤。
解析　此題考查了正在迅速發(fā)展的生物煉銅技術。生物煉銅是一項成本低、污染小、反應簡單、前景廣闊的新興煉銅技術，其利用“吃巖石的細菌”將不溶性的硫化銅轉化為可溶性硫酸銅，而使銅的冶煉變得簡單。
題組三　金屬冶煉在新情境下的應用8.生物煉銅是利用某些具有特殊本領的微生物幫助我們從礦石中提取銅，這些“吃巖石的細菌”能利用空氣中的氧氣將不溶性的CuS轉化為可溶性的銅的化合物，這種可溶性的銅化合物是A.碳酸銅 B.硝酸銅C.硫酸銅 D.氫氧化銅
題組四　高爐煉鐵及有關計算9.在高溫下用一氧化碳還原m g四氧化三鐵得到n g鐵。已知氧的相對原子質量為16，則鐵的相對原子質量為
解析　設鐵的相對原子質量為x，則
解析　焦炭在煉鐵的過程中既作為能源提供反應所需要的能量，同時生成CO作為還原劑，還原出鐵礦石中的Fe。
10.鋼鐵工業(yè)對促進經(jīng)濟和社會的發(fā)展具有重要的意義，現(xiàn)代煉鐵的主要方法是高爐煉鐵。其設備如圖所示。煉鐵的爐料(鐵礦石、焦炭、石灰石等)由高爐的頂部投入，原料在下降過程中與高爐氣氣流在爐身部分發(fā)生作用。請回答下列問題：(1)焦炭在煉鐵的過程中所起的作用是___________________________。
解析　采用爐料從上部加入，熱空氣從下部通入的工藝，主要是采用逆流操作，不僅利于礦石與還原性氣體充分接觸，還增加了接觸時間，利于反應。
(2)采用爐料從上部加入，熱空氣從下部通入的工藝，其目的是_____________________________________________________。
采用逆流接觸操作，使礦石與還原
解析　煉鐵高爐中發(fā)生的主要反應就是還原劑的生成及生成鐵的反應。
(3)寫出以赤鐵礦為原料的煉鐵高爐中發(fā)生的主要化學反應：_____________________________________________________________。
解析　高爐氣的主要成分有CO、CO2等，其主要氣態(tài)污染物是有毒的CO；回收利用CO，可用作燃料或還原劑等。
(4)高爐氣中含有的主要氣態(tài)污染物是______，若直接排放將污染空氣，因此應回收利用，請寫出該污染物的一種用途：__________________。
1.下列關于金屬的說法不正確的是A.工業(yè)上電解熔融狀態(tài)的Al2O3制備Al涉及氧化還原反應B.工業(yè)上金屬Mg、Cu都是用高溫還原法制得的C.金屬冶煉的本質是金屬陽離子得到電子變成金屬原子D.越活潑的金屬越難冶煉
解析　在工業(yè)上Mg用電解法冶煉，Cu用高溫還原法冶煉，B項錯誤。
2.下表中金屬冶煉的原理與方法錯誤的是
解析　活潑金屬K、Ca、Na、Mg、Al等用電解法冶煉，中等活潑金屬Zn、Fe、Sn、Pb、Cu等用高溫還原法冶煉，不活潑金屬Hg、Ag等用熱分解法冶煉，故A、B、D三項正確，C項錯誤。
3.下列反應原理不符合工業(yè)冶煉金屬實際情況的是
4.從化學原理和經(jīng)濟利益角度分析，下列從海水中提取鎂單質的方法最可行的是
解析　高溫下石灰石首先分解生成CaO和CO2，生成的生石灰(堿性氧化物)可與SiO2(酸性氧化物)反應實現(xiàn)高爐造渣；生成的CO2可與碳反應提供一部分還原劑CO。因無單質硅，所以沒有B項所給的反應發(fā)生。
5.硅在自然界只以化合態(tài)形式存在，如鐵礦石中的硅主要以脈石(SiO2)的形式存在。煉鐵時為了除去脈石，向煉鐵高爐中加入石灰石。該過程不可能涉及到的化學反應是
6.用足量的CO還原32.0 g某種氧化物，將生成的氣體通入足量澄清石灰水中，得到60 g沉淀，則該氧化物是A.FeO B.Fe2O3 C.CuO D.Cu2O
解析　n(CaCO3)＝ ＝0.6 ml，由于1 ml CO與氧化物反應后變成1 ml CO2，奪取了氧化物中的1 ml O，故可知32.0 g氧化物中含氧原子0.6 ml，氧元素的質量為9.6 g，則氧化物中金屬元素的質量為22.4 g，兩元素的物質的量之比為
7.火法煉銅首先要焙燒黃銅礦，其反應為2CuFeS2＋O2===Cu2S＋2FeS＋SO2，下列說法正確的是A.SO2只是氧化產(chǎn)物B.CuFeS2只是還原劑，硫元素被氧化C.每生成1 ml Cu2S，有4 ml硫被氧化D.每轉移1.2 ml電子，有0.2 ml硫被氧化
解析　由反應方程式知，CuFeS2中Cu化合價降低被還原為Cu2S，CuFeS2中 的S化合價升高，被氧化為SO2；O2在反應后化合價降低，被還原為SO2，因此可知SO2既是氧化產(chǎn)物又是還原產(chǎn)物，A項錯誤；CuFeS2既是氧化劑又是還原劑，B項錯誤；每生成1 ml Cu2S，有1 ml硫被氧化，C項錯誤；利用反應知轉移6 ml e－，有1 ml硫被氧化，D項正確。
解析　Al2O3和氫氧化鈉反應生成偏鋁酸鈉和水，反應的實質是Al2O3＋2OH－=== ＋H2O。
8.鋁土礦(主要成分為Al2O3，還有少量雜質，雜質不溶于NaOH溶液)是提取氧化鋁的原料。提取氧化鋁的工藝流程如下：(1)請用離子方程式表示以上工藝流程中第①步反應： _____________________________。
Al2O3＋2OH－===
解析　向偏鋁酸鈉中通入過量的二氧化碳可以生成氫氧化鋁沉淀和碳酸氫鈉，發(fā)生的反應為NaAlO2＋CO2＋2H2O===Al(OH)3↓＋NaHCO3。
(2)寫出以上工藝流程中第③步反應的化學方程式：_____________________________________________。
2H2O===Al(OH)3↓＋NaHCO3
NaAlO2＋CO2＋
解析　上述分析可知步驟④是過濾得到氫氧化鋁沉淀的操作。
(3)步驟④所需進行的實驗操作是______。
解析　金屬鋁在高溫下可以和氧化鐵發(fā)生鋁熱反應，反應的化學方程式為2Al＋Fe2O3 2Fe＋Al2O3，獲得金屬鐵，鐵以鐵水的形式生成，這樣可以來焊接鋼軌。
(4)金屬鋁與氧化鐵混合在高溫下，會發(fā)生劇烈的反應。該反應的化學方程式_________________________。請舉一例該反應的用途_________。
解析　電解熔融氧化鋁制取金屬鋁2Al2O3(熔融) 4Al＋3O2↑，2 ml Al2O3反應轉移電子為12 ml，若有0.6 ml電子發(fā)生轉移，則能得到金屬鋁的質量是
(5)電解熔融氧化鋁制取金屬鋁，若有0.6 ml電子發(fā)生轉移。理論上能得到金屬鋁的質量是______。

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