化学と金属【高校化学・化学基礎一問一答】

金属を含んだ鉱石から金属の単体を取り出す操作を金属の【１】という。

銅の精錬では、まずはじめに原料となる【１】にコークスCと石灰石CaCO₃を混ぜて溶鉱炉で加熱し【２】を得る。【２】を転炉に入れ酸素O₂を吹き込み加熱し【３】を得る。最後に、【４】を行い純銅（不純物の混じっていない銅）を得る。

鉄の精錬では、まずはじめに溶鉱炉に【１】（主成分：Fe₂O₃）・コークスC・石灰石CaCO₃を入れて熱風を吹き込み【２】を得る。次に、転炉で、融解した【２】に酸素O₂を吹き込むことで【３】を得る。

【１】は炭素を多く含み（C＞2％）、硬くてもろいのに対し、【２】は炭素をほとんど含んでおらず（0.02％＜C＜2％）、粘り気があって硬いという性質をもつ。

アルミニウムの精錬では、まずはじめに【１】（主成分：Al₂O₃・H₂O）を水酸化ナトリウムNaOH水溶液に溶かして［Al(OH)₄］^–にする。次に、作った溶液のろ液を大量の水で薄め、【２】の沈殿を作る。【２】を強熱し、純度の高いAl₂O₃（【３】）を得る。最後に【３】を高温で【４】しアルミニウムを得る。

複数の金属を融解して混ぜ合わせ凝固したものを【１】といい、材料となる金属とは異なった性質を示す。代表的な【１】である【２】は銅CuにスズSnを混ぜ合わせたものであり、錆びにくく安価で非常に加工しやすいため硬貨や美術品などに用いられる。また、【３】は鉛PbとスズSnの【１】であり、融点が【４】く金属の接合などに用いられる。さらに、【５】はニッケルNiとクロムCrの【１】で、電気抵抗が【６】く電熱器の発熱体や電線の材料に用いられる。