2010年高考化学金属的冶炼规律小结

金属的冶炼规律

1．活泼金属的冶炼

（1）钠、镁、铝等活泼金属，常采用电解其熔融状态的卤化物的方法冶炼（通直流电）。例如：

2NaCl(熔融)         2Na + Cl₂↑           MgCl₂(熔融)        Mg + Cl₂↑         

2Al₂O₃(熔融)         4Al + 3O₂↑  

☆注意：

① 液态冰晶石(Na₃AlF₆)作为助熔剂，使熔点高达2000℃多度的Al₂O₃在1000℃多度就熔化；

      ② 用石墨棒作为电极，其阳极材料被高温下产生的O₂氧化而消耗，所以在电解过程中要定期补充Al₂O₃和阳极碳棒；

      ③ 这里不采用电解熔融AlCl₃，是因为AlCl₃是共价化合物，其熔融态不导电；而Al₂O₃是离子化合物，其熔融态时能电离产生自由移动的Al³⁺和O^2—导电。

   ※思考：为什么不用电解熔融氧化镁而用电解熔融氯化镁的方法生产金属镁？

（2）对于金属钾、铷等，工业上还运用勒夏特列原理进行冶炼：

              RbCl(l) + Na(l)                          NaCl(l) + Rb(g)

☆说明：

尽管Na的金属性没有Rb强，但是控制一定的温度，使RbCl和Na在熔化状态下反应生成液态NaCl和Rb蒸气，并且不断地把Rb蒸气从反应体系中抽出，降低了生成物的浓度，使平衡向右移动。

2．中等活泼金属的冶炼

（1）火法冶炼——对于锌、铁、钨、铜等中等活泼金属，工业上常采用焦炭、CO、H₂、Al粉等还原剂，在高温下还原它们的氧化物的方法冶炼。例如： 

           ZnO + C         Zn + CO↑          Fe₂O₃ + 3CO      2Fe + 3CO₂↑

              WO₃ + 3H₂        W + 3H₂O        Cr₂O₃ + 2Al       2Cr + Al₂O₃      （铝热反应）

              2CuO + C  2Cu + CO₂↑

☆注意：用焦炭还原金属氧化物时，金属越活泼，越难还原，需要的温度越高，焦炭的氧化产物中CO的含量也越高。一般情况下，活动性超过Zn的氧化物难以被焦炭还原。

（2）湿法冶炼——用较活泼的金属与相对不活泼的金属盐溶液反应生成新金属和新盐的反应，属于置换反应。

例如，我国古代西汉时期刘安所著的《淮南万毕术》记载的“曾青得铁则化为铜”，是湿法冶炼金属的先驱，其反应原理是：Fe + CuSO₄ == FeSO₄ + Cu