聚焦金属的冶炼

■俞赛红

金、铂等化学性质不活泼的金属，在自然界以游离态存在；化学性质较活泼的金属在自然界中以化合态存在，如何将化合态的金属转化成金属单质，这就涉及到金属的冶炼，下面将与其相关的知识总结如下。

一、金属冶炼的一般步骤

(1)富集：除去杂质，提高矿石中有用成分的含量。(2)冶炼：利用氧化还原反应，用还原剂把金属矿石中的金属离子还原成金属单质。(3)精炼：提纯金属。

二、金属冶炼的方法

方法名称主要反应原理热分解法2HgO△2Hg+O2↑2Ag2O△4Ag+O2↑热还原法CO作还原剂Fe2O3+3CO高温2Fe+3CO2(高炉炼铁)H2作还原剂WO3+3H2△W+3H2O活泼金属作还原剂3MnO2+4Al高温3Mn+2Al2O3电解法2Al2O3(熔融)电解冰晶石4Al+3O2↑MgCl2(熔融)电解Mg+Cl2↑2NaCl(熔融)电解2Na+Cl2↑

三、金属冶炼的工艺流程

金属冶炼的工艺流程就是将金属制备生产过程中的主要生产阶段以框图的形式表示出来，并根据生产流程中有关的化学知识步步设问，形成与化工生产紧密联系的化工工艺试题。中学阶段涉及的金属冶炼主要包括从铝土矿中冶炼铝、从海水中提取镁、从黄铜矿中冶炼铜。

(1)从铝土矿中冶炼铝的工艺流程如图1：

图1

(2)从海水中提取镁的工艺流程如图2：

图2

(3)由黄铜矿冶炼铜的工艺流程如图3：

图3

例1Ⅰ.从铝土矿中提取氧化铝的流程如图4所示(铝土矿的主要杂质为Fe2O3、SiO3、SiO2和一些不溶性杂质)：

图4

(1)试剂A是____，溶液b与试剂B反应的离子方程式为____。

(2)加入NaOH溶液进行的反应的离子方程式为____、____；向溶液a中通入过量的CO2，将得到的不溶物煅烧后也可得到Al2O3，该方案的缺点是____。

Ⅱ.电解熔融的氧化铝可制备金属铝。

(3)写出电解的化学方程式：____。每生产0.27吨铝，理论上转移电子的物质的量为____ mol。

作者单位：江苏省启东中学