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几种重要的金属

1．金属的物理性质

(1)状态：在常温下，除汞(Hg)外，其余金属都是固体．

(2)颜色：大多数金属呈银白色，而金、铜、铋具有特殊颜色．金属都是不透明的，整块金属具有金属光泽，但当金属处于粉末状时，常显不同颜色．

(3)密度：金属的密度相差很大，常见金属如钾，钠、钙、镁、铝均为轻金属(密度小于4.5 g?cm－3)，密度最大的金属是铂，高达21.45 g?cm－3．

(4)硬度：金属的硬度差别很大，如钠、钾的硬度很小，可用小刀切割；最硬的金属是铬．

(5)熔点：金属的熔点差别很大，如熔点最高的金属为钨，其熔点为3 410℃，而熔点最低的金属为汞，其熔点为－38.9℃，比冰的熔点还低．

(6)大多数金属都具有延展性，可以被抽成丝或压成薄片．其中延展性最好的是金．

⑺金属都是电和热的良导体．其中银和铜的传热、导电性能最好．

2．镁和铝

[镁和铝]

元 素镁(12Mg)铝(13Al)

在元素周期表中的位置第二周期ⅡA族第三周期ⅢA族

单质物理性质颜色和状态银白色固体银白色固体

硬 度镁(很软)＜铝(较硬)

密 度g?cm－3镁(1.738)＜铝(2.70)

熔点／℃镁(645)＜铝(660.4)

沸点／℃沸点(1 090)＜铝(2 467)

自然界存在形式均以化合态形式存在

用 途用于制造合金用于制作导线、电缆；铝箔用于食品、饮料的包装；用于制造合金

[镁与铝元素的原子结构及单质化学性质的比较]

元 素镁(Mg)铝(A1)

原子结构最外层电子数2个(较少)3个(较多)

原子半径r(Mg)＞r(A1)

失电子能力、还原性及金属性Mg＞A1

单

质

的

化

学

性

质与O2的反应常温Mg、Al均能与空气中的O2反应，生成一层坚固而致密的氧化物保护膜．所以，金属镁和铝都有抗腐蚀性能

点燃2Mg + O2(空气) 2MgO

4Al + 3O2(纯) 2A12O3与S、X2等非金属的反应Mg + S MgS

Mg + C12 MgCl2

2Al + 3S A12S3

2Al + 3Cl2 2AlCl3与酸的反应非氧化性酸例 Mg + 2H＋ ＝ Mg2＋ +H2↑例 2A1 + 6H＋ ＝ 2A13＋ +3 H2↑

氧化性酸例 4Mg + 10HNO3(极稀)＝4Mg(NO3)2 + N2O↑+ 5H2O铝在冷的浓HNO3、浓H2SO4中因发生钝化而难溶

与碱的反应不反应2A1 + 2NaOH + 2H2O ＝ 2NaAlO2 + 3H2↑

与氧化物的反应2Mg + CO2 2MgO + C

(金属镁能在CO2气体中燃烧)2A1 + Fe2O3 2Fe + A12O3

[铝热反应]

说明 铝与比铝不活泼的金属氧化物(如CuO等)都可以发生铝热反应

[铝的重要化合物]

氧化铝(A12O3)氢氧化铝[A1(OH)3]硫酸铝钾[KAl(SO4)2]

物理性质白色固体，熔点高，难溶于水不溶于水的白色胶状固体；能凝聚水中的悬浮物，有吸附色素的性能硫酸铝钾晶体[KAl(SO4)2?12H2O]俗称明矾．明矾是无色晶体，易溶于水

所属类别两性氧化物两性氢氧化物复盐(由两种不同金属离子和一种酸根离子组成)

电离方程式在水中不能电离A13＋+3OH－ A1(OH)3 AlO2－+H＋+H2OKAl(SO4)2＝K＋+A13＋+2SO42－

化学性质既能与酸反应生成铝盐，又能与碱反应生成偏铝酸盐：Al2O3 + 6H＋＝2A13＋+ 3H2O ，Al2O3 + 2OH－＝2 AlO2－+ H2O①既能溶于酸，又能溶于强碱中：A1(OH)3 + 3H＋＝A13＋+ 3H2O ，A1(OH)3 + OH－＝2AlO2－+ 2H2O

②受热分解：

2A1(OH)3 Al2O3 + 3H2O①同时兼有K＋、A13＋、SO42－三种离子的性质②水溶液因A1 3＋水解而显酸性：

A13＋+3H2O A1(OH)3 + 3H＋

制 法2A1(OH)3 Al2O3 + 3H2O可溶性铝盐与氨水反应：A13＋+ 3NH3?H2O A1(OH)3↓ + 3NH4＋

用 途①作冶炼铝的原料②用于制耐火坩埚、耐火管、耐高温仪器制取氧化铝作净水剂

[合金]

(1)合金的概念：由两种或两种以上的金属(或金属跟非金属)熔合在一起而成的具有金属特性的物质．

(2)合金的性质：①合金的硬度比它的各成分金属的硬度大；②合金的熔点比它的各成分金属的熔点低．

*[硬水及其软化]

(1)基本概念．

①硬水和软水：

硬水：含有较多的Ca2＋和Mg2＋的水．

软水：不含或只含少量Ca2＋和Mg2＋的水．

②暂时硬度和永久硬度：

暂时硬度：由碳酸氢钙或碳酸氢镁所引起的水的硬度．

永久硬度：由钙和镁的硫酸盐或氯化物等引起的水的硬度．

③暂时硬水和永久硬水：

暂时硬水：含有暂时硬度的水．

永久硬水：含有永久硬度的水．

(2)硬水的软化方法：

①煮沸法．这种方法只适用于除去暂时硬度，有关反应的化学方程式为：

Ca(HCO3)2 CaCO3↓+CO2↑+H2O

Mg(HCO3)2 MgCO3↓+CO2↑+H2O

MgCO3 + H2O Mg(OH)2↓+CO2↑

②离子交换法．这种方法可同时除去暂时硬度和永久硬度．

③药剂软化法．常用的药剂法有石灰——纯碱法和磷酸钠法．

(3)天然水的硬度：天然水同时有暂时硬度和永久硬度，一般所说的硬度是指两种硬度之和．

(4)硬水的危害：

①长期饮用硬度过高或过低的水，均不利于身体健康．

②用硬水洗涤衣物，浪费肥皂，也不易洗净．

③锅炉用水硬度过高，易形成锅垢[注：锅垢的主要成分为CaCO3和Mg(OH)2]，不仅浪费燃料，还会引起爆炸事故．

3．铁和铁的化合物

[铁]

(1)铁在地壳中的含量：铁在地壳中的含量居第四位，仅次于氧、硅和铝．

(2)铁元素的原子结构：铁的原子序数为26，位于元素周期表第四周期Ⅶ族，属过渡元素．铁原子的最外层电子数为2个，可失去2个或3个电子而显+2价或+3价，但+3价的化合物较稳定．

(3)铁的化学性质：

①与非金属反应：

3Fe + 2O2 Fe3O4

2Fe + 3C12 2FeCl3

说明 铁丝在氯气中燃烧时，生成棕黄色的烟，加水振荡后，溶液显黄色．

Fe + S FeS

说明 铁跟氯气、硫反应时，分别生成+2价和+3价的铁，说明氧化性：氯气＞硫．

②与水反应：

a．在常温下，在水和空气中的O2、CO2等的共同作用下，Fe易被腐蚀(铁生锈)．

b．在高温下，铁能与水蒸气反应生成H2：3Fe + 4H2O(g) Fe3O4 + 4H2

③与酸反应：

a．与非氧化性酸(如稀盐酸、稀H2SO4等)的反应．例如： Fe + 2H＋ ＝ Fe2＋ + H2↑

b．铁遇到冷的浓H2SO4、浓HNO3时，产生钝化现象，因此金属铁难溶于冷的浓H2SO4或浓HNO3中．

④与比铁的活动性弱的金属的盐溶液发生置换反应．例如： Fe + Cu2＋ ＝ Fe2＋ + Cu

归纳：铁的化学性质及在反应后的生成物中显+2价或+3价的规律如下；

[铁的氧化物的比较]

铁的氧化物氧化亚铁氧化铁四氧化三铁

俗 称铁红磁性氧化铁

化学式FeOFe2O3Fe3O4

铁的价态+2价+3价+2价和+3价

颜色、状态黑色粉末红棕色粉末黑色晶体

水溶性都不溶于水

化学性质①在空气中加热时，被迅速氧化；6FeO + O2 2Fe3O4②与盐酸等反应：FeO + 2H＋＝Fe2＋+ H2O①与盐酸等反应：Fe2O3 + 6H＋＝2Fe3＋+ 3H2O②在高温时，被CO、C、A1等还原：Fe2O3 + 3CO 2Fe + 3CO2兼有FeO和Fe2O3的性质，如Fe3O4 + 8H＋＝2Fe3＋+ Fe2＋+ 4H2O

[氢氧化亚铁和氢氧化铁的比较]

Fe(OH)2Fe(OH)3

颜色、状态在水中为白色絮状沉淀在水中为红褐色絮状沉淀

水溶性难溶于水难溶于水

制 法可溶性亚铁盐与强碱溶液或氨水反应：

注：制取时，为防止F e2＋被氧化，应将装有NaOH溶液的滴管插入FeSO4溶液的液面下

可溶性铁盐与强碱溶液、氨水反应：

化学性质①极易被氧化：

沉淀颜色变化：白色→灰绿色→红褐色

②与非氧化性酸如盐酸等中和：

①受热分解；

固体颜色变化：红褐色→红棕色

②与酸发生中和反应：

[Fe3＋和Fe2＋的相互转化]

例如：2Fe3＋ + Fe ＝ 3Fe2＋

应用：①除去亚铁盐(含Fe2＋)溶液中混有的Fe3＋；②亚铁盐很容易被空气中的O2氧化成铁盐，为防止氧化，可向亚铁盐溶液中加入一定量的铁屑．

例如：2Fe2＋+ Cl2＝2Fe3＋+ 2Cl－

应用：氯化铁溶液中混有氯化亚铁时，可向溶液中通入足量氯气或滴加新制的氯水，除去Fe2＋离子．

Fe2＋ Fe3＋

[Fe2＋、Fe3＋的检验]

(1)Fe2＋的检验方法：

①含有Fe2＋的溶液呈浅绿色；

②向待检液中滴加NaOH溶液或氨水，产生白色絮状沉淀，露置在空气中一段时间后，沉淀变为灰绿色，最后变为红褐色，说明含Fe2＋．

③向待检液中先滴加KSCN溶液，无变化，再滴加新制的氯水，溶液显红色，说明含Fe2＋．有关的离子方程式为：

2Fe2＋ + Cl2 ＝ 2Fe3＋ + 2Cl－ Fe3＋ + 3SCN－ ＝ Fe(SCN)3

(2)Fe3＋的检验方法：

①含有Fe3＋的溶液呈黄色；

②向待检液中滴加NaOH溶液或氨水，产生红褐色沉淀，说明含Fe3＋．

③向待检液中滴加KSCN溶液，溶液呈血红色，说明含Fe3＋．

进行铁及其化合物的计算时应注意的事项：

(1)铁元素有变价特点，要正确判断产物；

(2)铁及其化合物可能参加多个反应，要正确选择反应物及反应的化学方程式；

(3)反应中生成的铁化合物又可能与过量的铁反应，因此要仔细分析铁及其化合物在反应中是过量、适量，还是不足量；

(4)当根据化学方程式或离子方程式计算时，找出已知量与未知量的关系，列出方程式或方程式组；

(5)经常用到差量法、守恒法．

4．金属的冶炼

[金属的冶炼]

(1)从矿石中提取金属的一般步骤有三步：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．利用氧化还原反应原理，在一定条件下，用还原剂将金属矿石中的金属离子还原成金属单质；⑧精炼．采用一定的方法，提炼纯金属．

(2)冶炼金属的实质：用还原的方法，使金属化合物中的金属离子得到电子变成金属原子．

(3)金属冶炼的一般方法：

①加热法．适用于冶炼在金属活动顺序表中，位于氢之后的金属(如Hg、Ag等)．例如：

2HgO 2Hg + O2↑ HgS + O2 Hg + SO2↑

2Ag2O 4Ag + O2↑ 2AgNO3 2Ag + 2NO2↑+ O2↑

②热还原法．适用于冶炼金属活动顺序表中Zn、Fe、Sn、Pb等中等活泼的金属．常用的还原剂有C、CO、H2、Al等．例如：

Fe2O3 + 3CO 2Fe + 3CO2(炼铁) ZnO + C Zn + CO↑(伴生CO2)

WO3 + 3H2 W + 3H2O Cr2O3 + 2Al 2Cr + A12O3(制高熔点的金属)

⑧熔融电解法．适用于冶炼活动性强的金属如K、Ca、Na、Mg、A1等活泼的金属，通过电解其熔融盐或氧化物的方法来制得．例如：

2A12O3 4Al + 3O2↑ 2NaCl 2Na + C12↑

有色金属生产工艺流程：

1、采矿--------原矿

2、选矿--------精矿

3、冶炼：a火法冶炼、b湿法冶炼、c火法+湿法冶炼-------有色金属产品。

金属冶炼 金属的冶炼：把金属从化合态变为游离态。 常用冶炼法：用 碳 一氧化碳 氢气等还原剂与金属氧化物在高温下反应。 冶炼的原理： 1.还原法：金属氧化物（与还原剂共热）－－→游离态金属 2.置换法：金属盐溶液（加入活泼金属）－－→游离态金属 火法冶炼（Pyrometallurgy） 又称为干式冶金，把矿石和必要的添加物一起在炉中加热至高温，熔化为液体，生成所需的化学反应，从而分离出粗金属，然后再将粗金属精炼。 湿式冶金（Hydrometallurgy） 湿法冶金这种冶金过程是用酸、碱、盐类的水溶液，以化学方法从矿石中提取所需金属组分，然后用水溶液电解等各种方法制取金属。此法主要应用在低本位、难熔化或微粉状的矿石。现在世界上有75％的锌和镉是采用焙烧-浸取-水溶液电解法制成的。这种方法已大部分代替了过去的火法炼锌。其他难于分离的金属如镍-钴，锆-铪，钽-铌及稀土金属都采用湿法冶金的技术如溶剂萃取或离子交换等新方法进行分离，取得显著的效果。 常见金属冶炼方程汞：热分解法：2HgO=加热=2Hg+O2(气体) 铜：置换法：CuSO4+Fe==Cu+FeSO4 （又叫湿法炼铜） 铝：电解法：2Al2O3=通电=4Al+3O2(注意不能用AlCl3,因为AlCl3不是离子化合物） 镁：电解法：MgCl2（l）==通电== Mg(s)+Cl2(g)↑ 钠：电解法：2NaCl=通电=2Na+Cl2 钾：原理是高沸点金属制低沸点金属：Na+KCl==K+NaCl(反应条件是高温，真空。） 铁：热还原法：2Fe2O3+3C=高温=2Fe+3CO2↑

本教材内容分为铜冶金、铅冶金、锌冶金、氧化铝生产、铝电解、镁冶金、钛冶金七部分，本着内容适度的原则，兼顾高职高专学生的接受能力，简要介绍了六种金属的生产原理与工艺等内容，注重理论联系实际，激发学生的学习兴趣。各节首均设有内容导读，在每节后面附有思考题，深浅适宜，有助于学生能力的培养；书后附有部分习题参考答案。

基本介绍书名 ：有色金属冶金 作者 ：王鸿雁 ISBN ：9787122072221 定价 ：39.00元 出版社 ：化学工业出版社 出版时间 ： 2010-2-1 开本 ：16开 内容简介,图书目录, 内容简介 本书可作为高职高专学校冶金专业的教材；不仅适合冶金企业的科研人员和工程技术人员阅读，也可供职工培训使用。 图书目录 0 绪论 0.1 金属及其分类 0.2 矿物、矿石和精矿 0.3 冶金的概念及冶金方法分类 思考题 1 铜冶金 1.1 概述 1.1.1 铜的物理性质 1.1.2 铜的化学性质 1.1.3 铜的主要化合物及其性质 1.1.4 铜及化合物的用途 1.1.5 炼铜原料 1.1.6 铜的生产方法 思考题 1.2 造锍熔炼的基本原理 1.2.1 概述 1.2.2 造锍熔炼过程的主要化学反应类型 1.2.3 冰铜和炉渣的性质及分离 1.2.4 铜在炉渣中的损失 思考题 1.3 造锍熔炼生产实践 1.3.1 概述 1.3.2 密闭鼓风炉熔炼 1.3.3 闪速熔炼 1.3.4 熔池熔炼 思考题 1.4 冰铜的吹炼 1.4.1 概述 1.4.2 冰铜吹炼的工艺 1.4.3 铜锍吹炼的基本原理 1.4.4 冰铜吹炼的生产实践 思考题 1.5 炉渣贫化 1.5.1 概述 1.5.2 熔炼贫化过程的热力学分析 1.5.3 电炉贫化 1.5.4 浮选选矿法贫化 思考题 1.6 粗铜的火法精炼 1.6.1 概述 1.6.2 火法精炼的理论基础 1.6.3 精炼炉及精炼工艺 1.6.4 火法精炼的发展 思考题 1.7 铜的电解精炼 1.7.1 概述 1.7.2 铜电解过程理论基础 1.7.3 铜电解工艺实践 1.7.4 电解精炼的主要设备与装置 思考题 1.8 湿法炼铜 1.8.1 概述 1.8.2 湿法炼铜的浸出过程 1.8.3 从含铜溶液回收铜 1.8.4 湿法炼铜的主要方法 思考题 1.9 再生铜的生产 1.9.1 概述 1.9.2 再生铜的生产工艺 思考题 2铅冶金64 21概述64 211铅的物理性质64 212铅的化学性质65 213铅的主要化合物及性质65 214铅的用途67 215炼铅原料67 216铅的冶炼方法68 思考题70 22硫化铅精矿的烧结焙烧71 221硫化铅精矿烧结焙烧的目的71 222硫化铅精矿烧结焙烧的化学反应71 223烧结焙烧实践76 思考题81 23铅烧结块的鼓风炉熔炼81 231概述81 232铅鼓风炉还原熔炼的基本原理82 233鼓风炉炼铅的生产实践87 思考题91 24硫化铅精矿的直接熔炼91 241概述91 242硫化铅精矿直接熔炼的基本原理和方法92 思考题99 25炼铅炉渣及其烟化处理99 251概述99 252炉渣烟化处理的基本原理100 253烟化处理炉渣的影响因素100 254烟化炉吹炼的操作101 255处理炉渣的其他方法102 思考题103 26粗铅的火法精炼103 261概述103 262粗铅火法精炼原理103 思考题110 27粗铅的电解精炼110 271概述110 272电解精炼原理111 273电解液净化112 274铅电解精炼的主要设备及其配置113 思考题114 28湿法炼铅114 281概述114 282湿法炼铅方法114 思考题116 29再生铅的生产117 291概述117 292再生铅生产的原料117 293再生铅原料的处理方法117 294再生铅废料的熔炼技术118 295含铅废料处理的其他方法119 思考题119 3锌冶金120 31概述120 311锌的物理性质120 312锌的化学性质121 313锌的主要化合物及性质121 314锌的用途121 315炼锌原料122 316锌的冶炼方法122 317我国锌冶炼现状123 思考题124 32硫化锌精矿的焙烧与烧结124 321硫化锌精矿的焙烧目的124 322硫化锌精矿焙烧的理论基础125 323硫化锌精矿的沸腾焙烧128 324硫化锌精矿的烧结焙烧131 思考题132 33湿法炼锌132 331锌焙砂的浸出132 332硫酸锌浸出液的净化141 333硫酸锌溶液的电解沉积144 思考题148 34火法炼锌148 341蒸馏炼锌的理论基础148 342火法炼锌的生产实践151 343火法炼锌新技术155 思考题155 35粗锌火法精炼及烟化法处理含锌物料155 351粗锌火法精炼原理与工艺155 352烟化法处理含锌物料158 思考题160 36再生锌的生产160 361概述161 362再生锌原料161 363再生锌生成及回收途径161 364其他再生工艺164 思考题164 4氧化铝165 41概述165 411氧化铝工业发展概况165 412氧化铝及其水合物的性质167 413铝土矿及其他铝矿169 414氧化铝生产方法170 415铝酸钠溶液171 思考题174 42拜耳法生产氧化铝174 421原矿浆制备175 422高压溶出177 423赤泥分离洗涤182 424晶种分解186 425氢氧化铝煅烧工艺技术193 思考题197 43烧结法生产氧化铝197 431概述198 432生料浆的制备198 433熟料烧结200 434熟料溶出201 435铝酸钠溶液脱矽204 436铝酸钠溶液碳酸化分解212 437分解母液的蒸发216 思考题218 44化学品氧化铝的生产218 441化学品氧化铝的表征特性219 442化学品氧化铝的生产方法概述219 思考题221 5铝电解222 51概述222 511铝的主要性质222 512铝电解用的原料和熔剂223 思考题230 52铝电解厂的简介230 521铝电解厂的规模231 522铝电解槽系列231 523电解车间的安全生产233 524铝的再生利用234 思考题236 53预焙阳极电解槽的构造236 531工业铝电解槽的演变236 532工业铝电解槽的构造238 思考题243 54铝电解的两极反应243 541阴极反应243 542阳极反应244 543铝电解中两极副反应244 思考题246 55铝电解的电流效率246 思考题247 56预焙电解槽的焙烧和启动247 561预焙槽的预热247 562预焙槽的启动248 563预焙槽的启动后期249 思考题250 57铝电解槽的正常生产阶段250 571铝电解槽正常生产的特征250 572铝电解槽正常生产期间所宜保持的技术条件251 573电解槽的加工操作253 574阳极效应及其处理255 575槽工作电压的保持与调整256 576电解场所的日常管理257 577电解槽的日常检查与判断258 578病槽及其处理259 579电解质含碳及其处理261 5710电解质生成碳化铝及其处理262 5711电解生产过程中的常见事故及其处理262 5712大跑电解质的原因及其处理265 5713电解槽的破损与停槽265 5714电解槽的破损检查与停槽266 5715常见预焙槽病态及处理267 5716铝电解中的电能节省269 5717铝电解槽的计算机控制269 5718铸锭270 5719降低铝生产成本271 思考题271 58铝电解槽的污染治理272 思考题273 6镁冶金274 61概述274 611镁的性质和用途274 612镁矿资源276 613镁的制取方法及工艺流程276 思考题279 62氯化镁的制取279 621氯化镁水合物脱水制取氯化镁280 622氧化镁氯化制取氯化镁283 思考题291 63氯化镁电解制取金属镁292 631概述292 632镁电解质的物理化学性质294 633氯化镁电解过程的基本原理296 634镁电解工艺301 思考题304 64热还原法炼镁304 641热还原法炼镁概述304 642金属热还原法炼镁306 思考题311 65镁精炼311 651粗镁中的杂质311 652粗镁精炼原理312 653镁的精炼方法313 思考题315 7钛冶金316 71概述316 711钛的性质和用途316 712钛的资源317 713钛的制取方法319 思考题322 72钛铁矿的富集322 721钛铁矿还原熔炼322 722富钛料的生产工艺流程与设备323 思考题324 73粗四氯化钛的制取324 731概述324 732含钛物料氯化的原理325 733富钛料的氯化工艺326 思考题329 74四氯化钛的精制329 741杂质的特性329 742除去杂质的方法330 743四氯化钛精制的工艺流程330 思考题334 75镁热还原法制取海绵钛335 751还原原理335 752生产工艺335 753钛的低价氯化物生成及危害338 754海绵钛的质量339 思考题341 76钠热还原法生产金属钛341 761热力学分析341 762钠还原法生产海绵钛的工艺流程342 763钠的净化342 764钠还原四氯化钛的工艺方法343 765还原产物的湿法处理344 思考题345 77钛的精炼345 771钛的电解精炼345 772钛的碘化法精炼346 思考题347 78致密钛的生产347 781致密钛生产方法概述347 782钛真空熔炼的理论基础348 783钛的粉末冶金350 思考题351 79残钛的来源及回收和利用352 791残钛的来源352 792残钛的回收和利用352 思考题353 参考文献354

K、baiCa、Na、Mg、Al

电解制取金属粉末的原理是：在电解质溶液中通以直流电流，产生正负离子的迁移，正离子移向阴极，负离子移向阳极，在阳极上发生氧化反应，在阴极上发生还原反应，电解质溶液中的金属正离子在阴极被还原并沉积在阴极板上。

这是电解的基本过程。因此，电解是一种借助电流作用而实现化学反应的过程，也是由电能转变为化学能的过程。

扩展资料

电解法用途——

金属钠和氯气是由电解溶融氯化钠生成的；电解氯化钠的水溶液则产生氢氧化钠和氯气。电解水产生氢气和氧气。水的电解就是在外电场作用下将水分解为H2（g）和O2（g）；可将熔融的氟化物在阳极上氧化成单质氟，熔融的锂盐在阴极上还原成金属锂；

许多有色金属（如钠、钾、镁、铝等）和稀有金属（如锆、铪等）的冶炼及金属（如铜、锌、铅等）的精炼，基本化工产品(如氢、氧、烧碱、氯酸钾、过氧化氢、乙二腈等)的制备，还有电镀、电抛光、阳极氧化等，都是通过电解实现的。

炼铁过程实质上是将铁从其自然形态——矿石等含铁化合物中还原出来的过程。炼铁方法主要有高炉法、直接还原法、熔融还原法等，其原理是矿石在特定的气氛中（还原物质CO、H2、C；适宜温度等）通过物化反应获取还原后的生铁。生铁除了少部分用于铸造外，绝大部分是作为炼钢原料。一、生铁的几个基本概念（一）铁与钢 铁在自然界中蕴藏量极为丰富，占地壳元素含量的5％，居地球物质中的第四位。铁元素很活泼，容易与其它物质结合。习惯上常说的钢铁是对钢和铁的总称。钢和铁是有区别的，所谓钢铁，主要由两个元素构成，即铁和碳，一般碳和元素铁形成化合物，叫铁碳合金。含碳量多少对钢铁的性质影响极大，含碳量增加到一定程度后就会引起质的变化。由铁原子构成的物质叫纯铁，纯铁杂质很少。含碳量多少是区别钢铁的主要标准。生铁含碳量大于2.0％；钢含碳量小于2.0％。生铁含碳量高，硬而脆，几乎没有塑性。钢不仅有良好塑性，而且钢制品具有强度高、韧性好、耐高温、耐腐蚀、易加工、抗冲击、易提炼等优良物化应用性能，因此被广泛利用。（二）白口铁和灰口铁碳（C）在铁中有石墨和碳化铁两种状态。石墨是碳的一种形态。石墨是片状的碳，滑润柔软，像煤屑一样，很不坚固，散存在铁中，将铁基体割裂，好像铁中有很多条状的窟窿，破坏了铁的坚固性。这种以石墨状态存在于铁中的碳，将铁染成灰色，所以叫灰口铁。灰口铁因含柔软的石墨，做成机器零件，易被机床切削。石墨在液体铁水中有“润滑”作用，使铁水流动性变好，适合于浇注铸件，所以灰口铁又叫铸造铁。碳化铁是白色的，又硬又脆，含量过多时，铁会像石头一样。失去可塑性。用这种铁做的零件，切削困难，所以白口铁主要用来炼钢，故又叫炼钢铁。石墨和碳化铁也可以互相转化，决定性条件有两个：一是铁水的化学成分，如果铁水含硅量高，能促进碳化铁分解，变成石墨所以铸造铁的含硅量总是高的；另一个因素是铁水凝固的快慢在成分适合时，如果冷得太快，铁水中的碳化铁来不及分解，便成为白口铁。如果冷得慢，碳化铁分解成石墨和铁，这样就变成灰口铁。 二、高炉炼铁的冶炼原理生铁的冶炼虽原理相同，但由于方法不同、冶炼设备不同，所以工艺流程也不同。下面分别简单予以介绍。高炉生产是连续进行的。一代高炉（从开炉到大修停炉为一代）能连续生产几年到十几年。生产时，从炉顶（一般炉顶是由料种与料斗组成，现代化高炉是钟阀炉顶和无料钟炉顶）不断地装入铁矿石、焦炭、熔剂，从高炉下部的风口吹进热风，喷入油、煤或天然气等燃料。装入高炉中的铁矿石，主要是铁和氧的化合物。在高温下，焦炭中和喷吹物中的碳及碳燃烧生成的一氧化碳将铁矿石中的氧夺取出来，得到铁，这个过程叫做还原。铁矿石通过还原反应炼出生铁，铁水从出铁口放出。铁矿石中的脉石、焦炭及喷吹物中的灰分与加入炉内的石灰石等熔剂结合生成炉渣，从出铁口和出渣口分别排出。煤气从炉顶导出，经除尘后，作为工业用煤气。现代化高炉还可以利用炉顶的高压，用导出的部分煤气发电。高炉内的还原气体产生于风口前的燃料燃烧，这一过程产生了两大运动流：一个是上升的热煤气流，一个是下降的炉料流（铁矿石、焦炭、熔剂等）。高炉内的一切反应均发生于煤气和炉料的相向运动和相互作用之中。它包括炉料的加热、蒸发、挥发和分解；铁及其它元素的还原；炉料中非铁氧化物的熔化、造渣和生铁的脱硫；铁的渗碳及生铁的形成；炉料和煤气之间的热交换等等，是一系列物理化学反应过程的总和。

常见金属的冶炼与金属活动性有关。

钾、钙、钠、镁、铝是用电解熔融盐或氧化物的方法冶炼。如可以电解熔融的氯化镁的方法得到镁单质，可以电解熔融氧化铝的方法得到单质铝。

锌、铁、锡、铅、铜等用c、co、h2、al热还原法得到。如铝热反应得到铁单质。

汞与银可以用加热法得到，加热后它们的氧化物分解可以得到单质。

1、热还原法：适用于金属活动性顺序排在铜之前的金属，尤其是铝后铜前的金属：

Fe2O3

+

3CO(高温）

=

2Fe

+

3CO3

KCl

+

Na

(高温）=

K

+

NaCl

2、熔盐电解还原法：主要用于铝前金属（包括铝）：

2NaCl

=

2Na

+

Cl2

3、水溶液电解还原法：适用于金属活动性顺序表中处于Zn

-Cu(包括）之间的金属：

2ZnSO4

+

2H2O(电解）=

2Zn

+

2H2SO4

+

O2

4、湿法冶金：主要用于分散和低含量的金属的提取，尤其是贵金属的提取(其中又有许多方法），举一例如下：

4Au

+

8NaCN

+

O2

=

4Na[Au(CN)2]

+

4NaOH

(溶液浸取）

2Na[Au(CN)2]

+

Zn

=

Na2[Zn(CN)4]

+

2Au