高中化學知識點:金屬的冶煉

編輯: 逍遙路 關鍵詞: 高中化學 來源: 高中學習網(wǎng)


金屬的冶煉:

(1)把金屬從化合態(tài)變?yōu)橛坞x態(tài)。常用冶煉法:用碳一氧化碳氫氣等還原劑與金屬氧化物在高溫下反應。
(2)冶煉的原理
①還原法:金屬氧化物(與還原劑共熱)--→游離態(tài)金屬
②置換法:金屬鹽溶液(加入活潑金屬)--→游離態(tài)金屬
③火法冶煉(Pyrometallurgy)又稱為干式冶金,把礦石和必要的添加物一起在爐中加熱至高溫,熔化為液體,生成所需的化學反應,從而分離出粗金屬,然后再將粗金屬精煉。
④濕式冶金(Hydrometallurgy) 濕法冶金這種冶金過程是用酸、堿、鹽類的水溶液,以化學方法從礦石中提取所需金屬組分,然后用水溶液電解等各種方法制取金屬。此法主要應用在低本位、難熔化或微粉狀的礦石,F(xiàn)在世界上有75%的鋅和鎘是采用焙燒-浸取-水溶液電解法制成的。這種方法已大部分代替了過去的火法煉鋅。其他難于分離的金屬如鎳-鈷,鋯-鉿,鉭-鈮及稀土金屬都采用濕法冶金的技術如溶劑萃取或離子交換等新方法進行分離,取得顯著的效果。
(3)常見金屬冶煉:
①汞:熱分解法:2HgO2Hg+O2(氣體)
②銅:置換法:CuSO4+Fe==Cu+FeSO4(又叫濕法煉銅)
③鋁:電解法:2Al2O34Al+3O2(注意不能用AlCl3,因為AlCl3不是離子化合物)
④鎂:電解法:MgCl2(l)Mg(s)+Cl2(g)↑
⑤鈉:電解法:2NaCl2Na+Cl2
⑥鉀:原理是高沸點金屬制低沸點金屬:Na+KCl==K+NaCl(反應條件是高溫,真空。)
⑦鐵:熱還原法:2Fe2O3+3C2Fe+3CO2

煉鐵和煉鋼的比較:





鋁的冶煉:


(1)由鋁土礦制氧化鋁
①將鋁土礦中的氧化鋁水合物溶解在氫氧化鈉溶液中:

②向偏鋁酸鈉溶液中通入二氧化碳,析出氫氧化鋁:

③使氫氧化鋁脫水生成氧化鋁:

(2)電解氧化鋁制備鋁
電解時,以氧化鋁、冰晶石(Na2AlF6)熔融液為電解質,其中也常加入少量的氟化鈣等幫助降低熔點;陽極和陰極以碳素材料做成,在電解槽的鋼板和陰極碳素材料之間還要放置耐火絕緣材料。
①主要設備——電解槽

②電極反應式
陽極反應:
陰極反應:
總反應:




相關高中化學知識點:金屬的焰色反應

金屬的焰色反應:

(1)有些金屬或它們的化合物在灼燒時會使火焰呈現(xiàn)出特色的顏色的想象。
(2)操作:
①洗:用鹽酸洗去鉑絲表面的雜質
②燒:將鉑絲在酒精燈火焰上灼燒至于酒精燈顏色一致
③蘸:蘸取試樣
④燒:在火焰上灼燒
⑤觀:觀察火焰顏色(若檢驗鉀要透過鈷玻璃觀察)
(3)常見的顏色反應
Li Na K Ca Sr Ba Cu
紫紅 黃 紫(透過藍色鈷玻璃片) 磚紅 洋紅 黃綠 綠
①焰色反應為物理變化過程。
②焰色現(xiàn)象與金屬元素的存在有關,與物質組成無關。如:鈉元素的焰色為黃色,包括鈉單質以及鈉的所有化合物。


相關高中化學知識點:玻璃、陶瓷、水泥

傳統(tǒng)無機非金屬材料:





































硅酸鹽產(chǎn)品水泥玻璃陶瓷
主要設備水泥回轉窯玻璃熔爐
原料石灰石、石膏和黏土純堿、石灰石、石英黏土
反應原理復雜的物理,化學變化Na2CO3+SiO2Na2SiO3+CO2↑
CaCO3+SiO2CaSiO3+CO2↑
復雜的物理,化學變化
主要成分2CaO·SiO2
3CaO·SiO2
3CaO·Al2O3
Na2O·CaO·6SiO2
特性水硬性非晶體、無固定熔點,在一定溫度范圍內(nèi)軟化可制成各種形狀抗氧化、抗酸堿腐蝕、耐高溫、絕緣
共同特點①都用含硅的物質作原料
②反應條件都是高溫
③都發(fā)生復雜的物理、化學變化
④冷卻后都生成成分復雜的硅酸鹽



幾種玻璃的特性和用途:
































種類特性用途
普通玻璃熔點較低窗玻璃、玻璃瓶等
石英玻璃膨脹系數(shù)小、耐酸堿、強度大、濾光化學儀器;高壓水銀燈、紫外燈的燈殼等
光學玻璃透光性能好、有折光和色散性眼鏡片;照相機、顯微鏡、望遠鏡用凹凸透鏡等光學儀器
玻璃纖維耐躊蝕、不怕燒、不導電、不吸水、隔熱、吸聲、防蟲蛀太空飛行員的衣服等
鋼化玻璃耐高溫、耐腐蝕、強度大、質輕、抗震裂等運動器材;汽車、火車窗玻璃等
有色玻璃加入金屬氧化物
紅色:Cu2O
藍色:Co2O3
工藝品、窗玻璃等



無機非金屬材料:


1.無機非金屬材料的分類:

2.無機非金屬材料的定義:
最初,無機非金屬材料主要是指硅酸鹽材料,所以,硅酸鹽材料也稱為傳統(tǒng)無機非金屬材料。隨著科學和生產(chǎn)技術的發(fā)展,以及人們生活的需要,一些具有特殊結構、特殊功能的新材料被相繼研制出來,如半導體材料、超硬耐高溫材料、發(fā)光材料等,我們稱這些材料為新型無機非金屬材料。




相關高中化學知識點:大氣污染、改善大氣質量

大氣污染:

(1)大氣污染源:顆粒物、硫的氧化物、氮的氧化物、CO 碳氫化合物、氟氯代烷
(2)大氣污染危害:危害人體健康、影響動植物的生長、嚴重時會影響地球的氣候
(3)全球性三大環(huán)境問題:酸雨、臭氧層受損、溫室效應
①酸雨:正常雨水:PH約為5.6 酸雨:PH小于5.6 我國為硫酸型酸雨,燒煤炭造成
硫酸型:硫的氧化物轉化 SO2+H2O=H2SO3 2H2SO3+O2=2H2SO4 大氣中煙塵和O3作催化劑
硝酸型:氮的氧化物轉化 3NO2+H2O=2HNO3+NO↑
②臭氧層:自然界的臭氧90%集中在距地面15-50km的大氣平流層中 吸收自太陽的大部分紫外線
引起臭氧層受損物質 氟氯代烷(致冷劑)、哈龍(含溴的滅火劑)、CCl4、N2O、NO、核彈爆炸產(chǎn)物
保護臭氧層公約:《保護臭氧層維也納公約》 《關于消耗臭氧層物質的蒙特利爾議定書公約》
③溫室效應:太陽短波輻射可以透過大氣射入地面,而地面增暖后放出的長短輻射卻被大氣中的二氧化碳等物質所吸收,從而產(chǎn)生大氣變暖的效應
溫室效應后果:荒漠將擴大,土地侵蝕加重,森林退向極地,旱澇災害嚴重,雨量將增加7-11%;溫帶冬天更濕,夏天更旱;熱帶也將變得更濕,干熱的副熱帶變得更干旱,兩極冰塊將熔化,使海平面上升1米多,引起厄爾尼諾現(xiàn)象
引起溫室效應的物質:CO2、CH4、N2O、氟氯代烷


改善大氣質量:

①減少煤等化石燃料燃燒產(chǎn)生污染:改善燃煤質量、改進燃燒裝置、技術和排煙設備、發(fā)展?jié)崈裘杭夹g和綜合利用、調整和優(yōu)化能源結構
煤的綜合利用: 煤的的干餾、煤的氣化、煤的液化
煤的氣化 C+H2O(g)=CO+H2
煤的液化 CO+2H2→CH3OH
煤的脫硫 2CaCO3+O2+2SO2=2CaSO4+2CO2
②減少汽車等機動車尾氣污染
尾氣污染(占大氣污染排出總量的40-50%):CO、NO2、NO、碳氫化合物
使用無鉛汽油:四乙基鉛作抗爆震劑,鉛對神經(jīng)系統(tǒng)損害大
尾氣系統(tǒng)加催化轉化器:前半部 2CO+2NO2CO2+N2 后半部 2CO+O22CO2 C7H16+11O27CO2+8H2O


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