苏教版必修1 专题3第2单元 铁、铜的获取及应用（第1课时） 学案.doc

第一课时从自然界获取铁和铜1如何制取金属na、mg、al？写出反应的化学方程式。提示：2nacl2nacl2，mgcl2mgcl2，2al2o34al3o22以na、al为还原剂可置换哪些金属？写出反应的化学方程式。提示：ti、fe，ticl44na700800,ti4naclfe2o32al2feal2o33能还原金属氧化物的常见还原剂有哪些？写出co分别与fe2o3、cuo反应的化学方程式。提示：c、co、h2、al等，fe2o33co2fe3co2，cuococuco2 新知探究探究铁、铜在自然界中的存在形式及铁、铜矿石的成分(1)铁和铜在自然界中主要以化合态的形式存在：常见的铁矿有磁铁矿(主要成分为fe3o4)、赤铁矿(主要成分为fe2o3)、黄铁矿(主要成分为fes2)、菱铁矿(主要成分为feco3)等。常见的铜矿有孔雀石主要成分为cuco3cu(oh)2、黄铜矿(主要成分为cufes2)等。(2)人们最早利用的单质铁和单质铜均直接来自于自然界。所不同的是铁单质只存在于从天而降的陨铁中，所以古代人称铁为“天石”，而铜则来自于地球上自然存在的少量单质铜。成功体验1下列物质中，含铜元素的是()a天石 b孔雀石 c赤铁矿 d石灰石解析：选b孔雀石的主要成分为cuco3cu(oh)2。新知探究探究1铁的冶炼需要的原料和设备(1)原料：铁矿石、焦炭、空气、石灰石。(2)设备：炼铁高炉。探究2铁的冶炼过程中的主要反应，写出下列反应的化学方程式(1)还原剂的生成：co2co2，cco22co；(2)铁矿石的还原：fe2o33co2fe3co2；(3)炉渣的形成：caco3caoco2，caosio2casio3。探究3工业上精铜的获取工业上采用高温冶炼黄铜矿(主要成分为cufes2)的方法得到铜，主要过程可表示为：黄铜矿冰铜粗铜精铜探究4生物炼铜的特点(1)原理：cuscuso4cu。(2)特点：成本低、污染小、反应条件简单等。必记结论(1)除金等极不活泼的金属外，大多数金属以化合态形式存在于各种金属矿物中，且金属元素均显正化合价。(2)金属冶炼的实质是使矿石中的高价金属被还原为金属单质，应用比较多的是热还原法，常用还原剂有c、co、h2、al及na等。(3)炼钢时，是使用氧化手段，使生铁中过多的碳等杂质经氧化而除去，即钢的冶炼原理与一般金属的冶炼原理不同。(4)金属冶炼的一般步骤第一步：矿物的富集。目的是除去杂质，提高矿物中有用成分的含量。第二步：金属的冶炼。利用氧化还原反应的原理，在一定条件下，用还原剂把金属矿物中的金属离子还原为金属单质的过程。第三步：金属的精炼。采用适当的方法提炼出纯金属。如我们可用电解的方法提炼金属铜等。成功体验2下表中金属的冶炼原理与方法不完全正确的是()选项冶炼原理方法a2hgo2hgo2热分解法b2al2o3(熔融)4al3o2电解法ccu2so2 2cuso2热分解法dfe2o32al2feal2o3热还原法解析：选ca、b、d项正确，c项的反应中有o2参加反应，此反应不属于分解反应，因此相应的冶炼方法也不属于热分解法。3(好题共享选自人教版教材p94t9)孔雀石的主要成份为cuco3cu(oh)2。某同学设计从孔雀石中冶炼铜的方案如下：将孔雀石粉碎后加过量的稀硫酸；将反应后的混合物过滤；向滤液中加入一种金属粉末。根据上述实验方案，试回答：(1)第步反应中可观察到的现象是_。(2)第步加入的金属粉末可以是_。说明理由：_。(3)设计从滤液中获得铜的另外一种方案。_。答案：(1)孔雀石逐渐溶解，溶液由无色逐渐变成蓝色，溶液中有气泡产生(2)铁因为铁比铜活泼，可将铜从其盐溶液中置换出来(3)电解法关键语句小结1常见的铁矿有磁铁矿(fe3o4)、赤铁矿(fe2o3)等，常见的铜矿有黄铜矿(cufes2)、孔雀石cuco3cu(oh)2等。2工业上铁的冶炼是在炼铁高炉中进行的，原料有铁矿石、焦炭、空气、石灰石等。相关方程式：co2co2、co2c2co，3cofe2o32fe3co2，caco3caoco2，caosio2casio3。3工业上主要采用高温冶炼黄铜矿(cufes2)的方法获得粗铜后经过电解精炼得到精铜。1.金属冶炼方法的选择与金属的活泼性有关2.各种冶炼方法示例热分解法：适用于金属活动性顺序中很不活泼的金属，如2hgo2hgo2，2ag2o4ago2。热还原法：适用于金属活动性顺序中处于中间或金属活动性与之相当的金属。常用还原剂有焦炭、co、h2、al等，如：fe2o33co2fe3co2，wo33h2w3h2o，cr2o32al2cral2o3。电解法：适用于活泼金属，电解熔融盐或氧化物，也可以用于铜、银等金属的精炼，如：2al2o34al3o2，2nacl2nacl2。例已知al、cu、hg三种金属分别用如下方法冶炼：2al2o3(熔融)4al3o2，h2cuocuh2o,2hgo2hgo2。(1)分析以上信息，可总结出金属的冶炼方法与其金属性强弱之间的关系是_。(2)利用(1)中的结论，并结合题目信息，写出工业上用cacl2冶炼金属钙的化学方程式_。(3)在某些特殊环境下，往往用铝热反应来冶炼一些难熔金属，请据此法写出用mno2冶炼金属锰的化学方程式：_。解析：(1)金属的冶炼方法与金属在自然界中的存在状态、金属活泼性有关。一般来说，非常活泼的金属一般采用电解法冶炼(如k、ca、na、mg、al等)，中等活泼的金属一般用热还原法冶炼(如zn、fe、sn、pb、cu等)，不活泼的金属一般用热分解法冶炼(如hg、ag等)。(2)ca是非常活泼的金属，工业上用电解熔融cacl2的方法冶炼。(3)金属铝和mno2发生置换反应生成单质锰和氧化铝。答案：(1)非常活泼的金属一般采用电解法冶炼，中等活泼的金属一般采用热还原法冶炼，不活泼的金属一般采用热分解法冶炼(2)cacl2(熔融)cacl2(3)4al3mno22al2o33mn金属冶炼方法的选择一般由金属活动顺序表确定。而金属的精炼多利用电解法提高纯度。下列说法不正确的是()a有些活泼金属如铝可作还原剂法的还原剂b用电解熔融的nacl的方法来冶炼金属钠c可用焦炭或一氧化碳还原氧化铝的方法来冶炼铝d回收旧金属可以重新制成金属或它们的化合物解析：选c铝可以作还原剂冶炼一些高熔点的金属，如2alfe2o32feal2o3；金属钠用电解熔融的nacl的方法制取；铝是活泼金属，很难用还原剂把它还原出来；回收旧金属可以重新制成金属或它们的化合物。 课堂双基落实1下列说法中，不正确的是()a金属的冶炼，就是利用氧化还原反应原理，在一定条件下将金属从其化合物中还原出来b冶炼金属时，必须加入一种物质作为还原剂c金属由化合态变为游离态，都是被还原d金属单质被发现和应用得越早，其活动性一般越弱解析：选b由金属冶炼的方法可知，金属冶炼时，除用热还原法外，还可用电解法、热分解法，后两种方法不用加入还原剂，b不正确。2下列金属冶炼的反应原理，错误的是()a2nacl(熔融)2nacl2bmgoh2mgh2ocfe3o44co3fe4co2d2hgo2hgo2解析：选b金属的冶炼应该依据金属在金属活动性顺序中所处的范围选择适宜的方法进行冶炼。镁为活泼金属，其活动性比h2强，不能用热还原法进行冶炼，而应该用电解法进行冶炼。3高炉炼铁的生产中，下列说法正确的是()a焦炭和一氧化碳都是还原剂b采用富氧空气可以得到纯铁c加石灰石的目的主要是为了得到co2d用于冶炼生铁的矿石主要有磁铁矿、赤铁矿和黄铁矿解析：选a高炉炼铁的生产中，焦炭燃烧生成二氧化碳，二氧化碳再和焦炭反应生成一氧化碳，一氧化碳还原铁的氧化物，这些反应中焦炭和一氧化碳是还原剂，a正确；采用富氧空气是为了焦炭能充分燃烧，b不正确；加石灰石的目的主要是为了造渣，c不正确；黄铁矿中铁的含量低，一般不用于冶炼生铁，d不正确。4我国古代曾用火烧孔雀石和焦炭混合物的方法炼铜。孔雀石的主要成分是cuco3cu(oh)2，这种冶炼铜的方法是()a焦炭还原法b湿法炼铜c铝热还原法 d电解冶炼法解析：选a孔雀石受热发生分解反应生成了氧化铜、co2和h2o，生成的氧化铜被混合物中的焦炭还原而生成了铜。虽然也可用铝热法还原，但在本题中不是此法。5铁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(主要成分为fe2o3)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，石灰石能除去铁矿中的二氧化硅。请填空：(1)写出赤铁矿被还原成铁的化学方程式： _。(2)写出焦炭起还原作用前在高炉中参与反应的两个化学方程式：_、_。(3)写出碳酸钙参与反应的化学方程式： _。解析：赤铁矿被还原成铁的化学方程式为fe2o33co2fe3co2，焦炭起还原作用前在高炉中参与反应的两个化学方程式为co2co2，co2c2co，碳酸钙参与反应的化学方程式为：caco3co2cao，caosio2casio3。答案：(1)fe2o33co2fe3co2(2)co2co2，co2c2co(3)caco3co2cao，caosio2casio31下列化学反应在金属冶炼工业中还没有得到应用的是()a2nacl(熔融)2nacl2bal2o33c2al3cocfe2o33co2fe3co2d2ag2o4ago2解析：选b目前金属铝的制备方法是电解氧化铝，其他选项中所涉及的内容均符合理论和生产实际。2金属材料在日常生活以及生产中有着广泛的运用。下列关于金属的一些说法不正确的是()a合金的性质与其组成金属的性质不完全相同b工业上金属mg、al都是用电解熔融氯化物制得的c金属冶炼的本质是金属阳离子得到电子变成金属原子d越活泼的金属越难冶炼解析：选b合金的性质与其成分金属的性质不完全相同，如硬度、强度更大，熔点更低等，a项正确；因为alcl3为共价化合物，熔融时不导电，冶炼铝应用电解al2o3(熔融)的方法，b项错误；金属冶炼的实质就是把金属阳离子还原为金属原子，越活泼的金属，其阳离子的氧化性越弱，越难被还原，c、d项正确。3从石器、青铜器到铁器时代，金属的冶炼体现了人类文明的发展水平。下图表示了三种金属被人类开发利用的大致年限，之所以有先后，主要取决于()a金属的导电性强弱b金属在地壳中的含量多少c金属的化合价高低d金属的活动性强弱解析：选d人类对材料的使用经历了一个由易到难，由简单到复杂的过程，所以金属活动性较差、容易冶炼的金属最先被人发现和利用。4工业上由含钒、铬和锰的矿物冶炼难熔的金属钒、铬和锰，通常采用的方法是()a碳还原法b铝热法还原c直接加热法d盐的水溶液与活泼金属置换法解析：选b冶炼难熔金属通常用铝热法。5冶炼金属一般有下列四种方法：焦炭法；水煤气(或氢气或一氧化碳)法；活泼金属置换法；电解法。四种方法在工业上均有应用。古代有()火烧孔雀石炼铜；()湿法炼铜；现代有()铝热法炼铬；()从光卤石中炼镁。对它们的冶炼方法的分析不正确的是()a()用b()用c()用 d()用解析：选b对()()发生的化学反应分别是：()：cu2(oh)2co32cuoh2oco2、c2cuo2cuco2符合；()：fecuso4=feso4cu，符合；()：2alcr2o3al2o32cr，符合；()：先从光卤石中提取mgcl2，再电解：mgcl2(熔融)mgcl2，符合。6双选赤铜 矿的主要成分是氧化亚铜(cu2o)，辉铜矿的主要成分是硫化亚铜(cu2s)，将赤铜矿与辉铜矿混合加热有如下反应：cu2s2cu2o6cuso2。下列对于该反应的说法中，正确的是()a该反应中的氧化剂只有cu2obcu2s在反应中既是氧化剂又是还原剂ccu既是氧化产物又是还原产物d氧化产物与还原产物的物质的量之比为16解析：选b、d该反应分析如下：cu2s既是氧化剂又是还原剂，cu2o是氧化剂；cu是还原产物，so2是氧化产物。7冶炼金属常用以下几种方法：以c、co或h2作还原剂；利用铝热反应原理还原；电解法；热分解法。下列金属各采用哪种方法还原最佳(用序号填写下列空白)(1)fe、zn、cu等中等活泼金属：_。(2)na、mg、al等活泼或较活泼金属：_。(3)hg、ag等不活泼金属：_。(4)v、cr、mn、w等高熔点金属：_。解析：非常活泼的金属，如na、mg、al用电解法冶炼，不活泼的金属，如hg、ag用热分解法冶炼，较活泼的金属，如fe、zn、cu用热还原法冶炼，难熔金属如v、cr、mn、w等用铝热反应冶炼。答案：(1)(2)(3)(4)8钢铁工业对促进经济和社会的发展具有重要的意义，现代炼铁的主要方法是高炉炼铁。其设备如图所示：炼铁的炉料(铁矿石、焦炭、石灰石等)由高炉的顶部投入，原料在下降过程中与高炉气气流在炉身部分发生作用。请回答下列问题：(1)焦炭在炼铁的过程中所起的作用是_。(2)采用炉料从上部加入，热空气从下部通入的工艺，其目的是_。(3)写出以赤铁矿为原料的炼铁高炉中发生的主要化学反应_。(4)高炉气中含有的主要气态污染物是_，若直接排放将污染空气，因此应回收利用，请写出该污染物的一种用途_。解析：(1)焦炭在炼铁的过程