江苏省邳州市第二中学高中化学 专题三 从自然界获取铁和铜及铁、铜的性质课件 苏教版必修1.ppt

第二单元铁 铜的获取及应用 学习目标1 了解自然界中铁 铜的存在形式及常见的冶炼方法 掌握高炉炼铁 湿法炼铜的化学原理 2 掌握fe2 fe3 的性质及相互转化 学会用化学方法鉴别fe2 fe3 系统掌握fe及其化合物的化学性质 第1课时从自然界获取铁和铜及铁 铜的性质 课堂互动讲练 探究整合应用 课前自主学案 知能优化训练 课前自主学案 一 铁的获取1 铁的存在 1 含量 铁元素在地壳中含量居第 位 2 存在形态 自然界中主要以 的形式存在 铁单质只存在于 中 3 常见铁矿石主要成分的化学式 磁铁矿 赤铁矿 四 化合态 陨铁 fe3o4 fe2o3 2 铁的冶炼 1 原料 铁矿石 焦炭 空气 石灰石等 2 反应器 炼铁高炉 3 反应原理 用还原剂将fe从其化合物中还原出来 4 工艺流程 3 铁合金 1 生铁 含碳量2 4 5 2 钢 含碳量0 03 2 二 铜的获取1 铜的存在 1 存在形态 主要以 形式存在 少量的单质 2 常见铜矿石的主要成分的化学式 黄铜矿 孔雀石 化合态 cufes2 cuco3 cu oh 2 2 铜的冶炼方法有高温冶炼黄铜矿 湿法炼铜 生物炼铜 粗铜 铜含量99 5 99 7 含有ag au zn fe杂质 采取电解精炼法得纯铜 铜含量可达99 95 99 98 三 铁的性质1 铁的物理性质 银白 磁铁 良好 2 铁的化学性质 四 铜的性质1 铜的物理性质 1 颜色 2 导热性 导电性 延展性 紫红色 良好 2 铜的化学性质 1 工业炼铁时 焦炭的作用是什么 提示 1 为反应提供能量 2 提供反应所需的还原剂 co 2 我国古代冶金有 曾青得铁化为铜 之说 你认为发生的是什么反应 提示 cuso4 fe feso4 cu 发生的是置换反应 1 下列关于铁的叙述中 错误的是 a 纯净的铁是光亮的银白色金属b 铁能被磁铁吸引c 铁是地壳中含量最多的金属元素d 纯铁的抗腐蚀能力相当强 铁在干燥的空气里不易被氧化解析 选c 地壳中含量最多的金属元素是铝 解析 选c fe cuso4 cu feso4 cuso4会腐蚀铁制容器 课堂互动讲练 1 铁的冶炼 1 设备 炼铁高炉 2 原料 铁矿石 焦炭 空气 石灰石等 3 反应原理 在高温条件下 用还原剂把铁从铁矿石中还原出来 fe是地壳中含量很丰富的元素 也是生物体所必需的元素 自然界中铁矿石主要有赤铁矿和磁铁矿 金属铁是在高炉中冶炼的 高炉炼铁除了加入铁矿石外 还需加入焦炭和石灰石 请填空 1 写出赤铁矿主要成分的化学式 2 写出赤铁矿还原成铁的化学方程式 3 写出焦炭在高炉中所参与反应的两个化学方程式 4 写出caco3所参与反应的两个化学方程式 解析 本题主要考查炼铁的原料和炼铁高炉中发生的化学反应 解答时要注意区分赤铁矿与磁铁矿所含主要成分的不同 变式训练1在高炉中 把fe2o3还原成铁的还原剂是 焦炭 铁矿石 co 空气 石灰石a b c d 解析 选a 炼铁时 虽然向高炉中加的是焦炭 但焦炭并没有直接去还原fe2o3 而是首先与o2反应生成co2 co2再与焦炭反应生成co 再利用co将铁从fe2o3中还原出来 铁和铜在一定条件下可以与某些非金属 酸和盐溶液等发生反应 铁 铜在反应中充当还原剂 铜在反应中一般转化为 2价铜的化合物 铁与氧化性较弱的氧化剂 如盐酸 硫酸铜溶液等 反应转化为 2价铁的化合物 而与氧化性较强的氧化剂 如氯气 双氧水等 反应则转化为 3价铁的化合物 某地污水中含有zn2 hg2 fe3 和cu2 4种阳离子 甲 乙 丙三位同学设计的从该污水中回收金属铜的方案如下图所示 提示 zn oh 2溶于naoh溶液 1 三种实验方案中能制得纯净铜的方案是 2 在能制得纯净铜的方案中 会导致环境污染的操作步骤是 污染原因是 改进方法是 解析 甲方案污水中加naoh溶液所得沉淀中存在cu2 fe3 hg2 的氢氧化物 加热分解后得到fe2o3 cuo hgo 用h2还原后制得的cu不纯净 且产生汞蒸气污染环境 乙方案加入过量铁粉所得滤渣中会残留铁 直接加热 会有cuo和fe2o3生成 用h2还原所制得的铜不纯 只有丙方案以上两个方面均考虑到了 制得的铜是纯净的 但丙方案中会产生汞蒸气 有毒 污染环境 应增加冷凝装置加以回收 利用 答案 1 丙 2 hg蒸发变成蒸气 hg蒸气有毒加上冷凝装置 将气态hg变成液态hg而回收 利用 变式训练2铁是一种化学性质比较活泼的金属 也是用途最为广泛的金属之一 铁在一定条件下能跟多种物质发生化学反应 完成下列问题 1 以铁为研究对象 仿照下图中的案例在框图处填写物质的化学式 所填写的反应物不属于同一类别的物质 生成物必须填写铁的化合物 2 实验室要除去细碎铜屑中的少量铁屑 请用化学方法和物理方法将其除去 只用简单的原理描述即可 解析 铁是一种活泼金属 能与氧气 酸 一些盐反应 探究整合应用 铁 铜及其氧化物的性质人类使用铁 铜已经有好几千年的历史了 目前已发现的金属有90多种 但其中应用最广泛 用量最多的 仍然是铁 铜 铁 铜都是变价金属 它们的单质及化合物在性质上有相似之处 也有很大差异 铁是日常生活中最常见的金属 某班同学在学习铁的知识时 有下列问题 问题1 铁为何称为黑色金属 问题2 cuo在高温下可分解为cu2o和o2 fe2o3在高温下可分解为feo和o2吗 1 对于问题1 同学们上网查寻 有两种解释 a 因为在铁表面上有黑色的铁的氧化物 所以叫黑色金属 b 因为铁的粉末为黑色 铁的氧化物也均为黑色 所以叫黑色金属 你认为正确的说法是 若有一黑色粉末 你如何鉴别是铁粉 还是fe3o4粉末 若有一黑色粉末为fe和fe3o4的混合物 你如何证明其中有fe3o4 只要求简述实验方法 2 对于问题2 同学们准备实验探究 他们设想了两种方法 a 将fe2o3高温灼烧 看灼烧前后颜色是否变化 b 将fe2o3高温灼烧 看灼烧前后质量是否变化 实验中应将fe2o3放在 填仪器名称 中灼烧 方法a中 如果高温灼烧后颜色由 变为 说明fe2o3确实发生了变化 能说明生成的一定为feo吗 理由是 方法b中 如果发生了预期的反应 固体高温灼烧前后质量比应为 但是 若实验结果为固体灼烧前后质量比为30 29 则高温灼烧后生成物是 比较两种方法 你认为较好的方法是 解析 1 铁的氧化物中fe2o3为红棕色 b的说法是错误的 可以利用fe fe3o4与稀盐酸或稀硫酸反应现象的不同来鉴别两种物质 检验fe和fe3o4的混合物中fe3o4的存在 实质是检验混合物中o的存在 可以用干燥的氢气或用纯净的一氧化碳与黑色粉末加热反应 然后检验产物中是否有水或二氧化碳产生 2 灼烧fe2o3需要在坩埚中进行 方法a中 如果高温灼烧后颜色由红棕色变为黑色 说明fe2o3确实发生了变化 但不能说明生成的一定为feo 因为若生成fe3o4 颜色也由红棕色变为黑色 方法b中 如果发生了预期的反应 固体高温灼烧后由fe2o3变为feo 质量比应为10 9 高温灼烧前后质量比为30 29 则高温灼烧后生成物是fe3o4 比较上述两种方法可知 方法b的准确性较高 答案 1 a 取黑色粉末少许于试管中 加适