高中化学 专题3 第二单元 第一课时从自然界获取铁和铜 苏教版必修1.ppt

第二单元铁 铜的获取及应用 专题3从矿物到基础材料 第一课时从自然界获取铁和铜 自主学习一 铁 铜在自然界中的存在1 器时代约在6000年前 时代约在2500年前 2 铁 铜在自然界中的存在 青铜 铁器 化合态 fe3o4 cufes2 化合态 cuco3 cu oh 2 fe2o3 想一想1 青铜器时代 铁器时代均已成为历史 为什么说铁 铜仍然是重要的基础金属材料呢 提示 在当代日常生活中 铁 铜应用仍然十分广泛 在国民经济的发展中起着举足轻重的作用 二 铁 铜的冶炼1 炼铁 1 基本反应原理 用化学方程式表示 利用 反应 在高温下 用 主要是co 从铁矿石中把铁还原出来 2 原料 等 氧化还原 还原剂 铁矿石 焦炭 空气 石灰石 3 设备 4 炼铁的主要反应过程 产生还原剂的化学方程式 还原铁矿石的化学方程式 炼铁高炉 造渣 除脉石 的化学方程式 5 产物 6 将生铁进一步炼制 可得到用途更广泛的含碳0 03 2 的 生铁 废气 n2 co co2 炉渣 casio3等 钢 想一想2 高炉炼铁中焦炭与石灰石的作用各是什么 提示 焦炭的作用是作燃料提供大量的热和形成炼铁的还原剂 石灰石的作用是作熔剂 降低sio2的熔点 用来除去难熔化的sio2 2 铜的冶炼 1 工业炼铜流程 fe cuso4 feso4 cu cuso4 自主体验1 下列说法正确的是 双选 a 青铜器时代 铁器时代均已远离我们几千年 铜 铁不是重要的金属材料b 当代使用的铜和铁大都是经过物理方法获取的c 自然界中铁主要以磁铁矿 赤铁矿 黄铁矿等化合态形式存在 d 生铁不如钢的用途广泛解析 选cd 铁与铜在当代仍然是重要的基础金属材料 a项不正确 当代使用的铁 铜大都是通过化学方法获取的 b项不正确 2 制造货币 应该根据下列哪些性质而选材 双选 a 从化学性质来看 金属材料化学性质应稳定 b 从物理性质来看 金属材料应有较低的熔点c 从物理性质来看 金属材料应有一定的强度 硬度d 制造货币的金属本身的价值应高于货币的面值解析 选ac b项 货币金属熔点过低 不便于贮藏 不正确 d项 若金属本身的价值高于货币的价值 可能无法流通 不正确 3 下列化合物中 金属的质量分数最高的是 a 磁铁矿 fe3o4 b 赤铁矿 fe2o3 c 黄铁矿 fes2 d 孔雀石 cu2 oh 2co3 解析 选a 按相对原子质量比上相对分子质量直接计算即可 探究导引已知fe3 能将i 氧化成单质i2 氢碘酸是比盐酸还强的酸 请你写出feo fe2o3 fe3o4分别与氢碘酸反应的离子方程式 提示 fe3o4从组成上可看成fe2o3 feo 要注意fe2o3中fe3 可将i 氧化成i2 feo 2h fe2 h2o fe2o3 6h 2i 3h2o 2fe2 i2 fe3o4 8h 2i 4h2o 3fe2 i2 要点归纳铁的氧化物的种类 组成及性质 即时应用1 用足量的co还原11 6g金属氧化物 将生成的气体通入足量的澄清石灰水中 得到20g沉淀 则该氧化物是 双选 a feob fe2o3c fe3o4d feo与fe2o3组成的混合物 探究导引欲从金属化合物中获取金属单质 需采取什么措施 提示 金属化合物 mxn 中金属元素 m 一定显正价 欲将其转化成单质必须利用比该金属还原性强的还原剂将其还原出来或利用电解 最强的氧化还原手段 的方法获得 要点归纳1 金属冶炼的一般方法 1 金属冶炼方法的选择与金属的活泼性有关 热还原法 在金属活动性顺序表中处于锌和铜之间的大部分金属 通常是通过在高温下用还原剂 常用还原剂有c h2 co和活泼金属铝等 将金属从其化合物中还原出来 这种方法叫热还原法 电解法 对于一些极活泼金属 如金属钠等 采用一般的还原剂很难将它们还原出来 工业上常用电解熔融态的盐 金属氧化物等进行冶炼 2 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 主要的方法有电解法 热还原法 热分解法等 3 第三步 金属的精炼 采用适当的方法提炼出纯金属 我们可用电解的方法提炼金属铜等 即时应用2 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cuco3 cu 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 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co2 d 用于冶炼生铁的矿石主要有磁铁矿 赤铁矿和黄铁矿 解析 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都是还原剂 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 答案 a 规律方法 1 选择金属的冶炼方法时 首先要考虑金属在自然界中的存在形态及金属的活动性 然后再根据具体情况综合选择 有些不活泼金属如au pt在自然界中以游离态存在 一般用淘取法富集 2 不是任何金属矿物都适合冶炼金属 如黄铁矿的主要成分是fes2 若硫的含量高于百分之五十 对硫而言称之为富矿 而铁的含量小于百分之五十 对铁而言称之为贫矿 所以适用于提炼硫不适合直接炼铁 但在提取硫时生成的fe2o3对铁而言是富矿 可用于炼铁 工业炼铜 经典案例 铜在自然界多以 1价矿石存在 在固态特别是高温下 1价铜的化合物比 2价稳定 用辉铜矿 cu2s 炼铜的方法之一是 将一定量的矿石高温通空气焙烧 生成两种氧化物 将焙烧过的矿石加上比原矿石的质量少一半的未经焙烧过的矿石 混合后隔绝空气再进行高温煅烧 结果得到金属铜和一种具有刺激性气味的气体 写出这两个反应的化学方程式 解析 由题意知 高温下 1价比 2价稳定 写第