第二单元　铁、铜的获取及应用ppt课件

1、高中化学第二单元铁、铜的获取及运用第二单元铁、铜的获取及运用 高中化学考试规范考试规范知识条目知识条目学考要求学考要求选考要求选考要求1.1.自然界铁、铜的存在形式自然界铁、铜的存在形式, ,铁、铜的物铁、铜的物理性质理性质a aa a2.2.工业炼铁的反应原理工业炼铁的反应原理b bb b3.3.铁、铜的化学性质铁、铜的化学性质( (跟某些非金属、酸、跟某些非金属、酸、盐的反应盐的反应) )b bb b4.Fe4.Fe2+2+、FeFe3+3+的性质及转化的性质及转化c cc c5.5.检验检验FeFe2+2+、FeFe3+3+的常用方法的常用方法b bc c6.6.不锈钢的主要组成元素及其

2、用途不锈钢的主要组成元素及其用途a a高中化学知识梳理知识梳理一铁、铜在自然界中的存在和获取一铁、铜在自然界中的存在和获取 1.铁、铜在自然界中的存在铁、铜在自然界中的存在存在形式存在形式游离态游离态( (少量少量) )化合态化合态( (主要形式主要形式) )铁铁天然铁天然铁( (陨铁陨铁) )磁铁矿磁铁矿( ( ) )赤铁矿赤铁矿(Fe(Fe2 2O O3 3) )铜铜天然铜天然铜黄铜矿黄铜矿(CuFeS(CuFeS2 2) )孔雀石孔雀石 Fe3O4Fe3O4CuCO3Cu(OH)2CuCO3Cu(OH)2高中化学2.2.铁、铜的获取铁、铜的获取(1)(1)铁的冶炼铁的冶炼1 1个设备个设

3、备: :炼铁高炉。炼铁高炉。4 4种原料种原料: :铁矿石、铁矿石、 、 、空气。、空气。3 3个过程个过程: :铁合金铁合金: :含碳含碳2%2%4.5%4.5%的为生铁的为生铁, ,含碳含碳0.03%0.03%2%2%的为钢。的为钢。焦炭焦炭石灰石石灰石高中化学【思索【思索1】 在高炉炼铁中在高炉炼铁中,把把Fe2O3复原成铁的复原剂是复原成铁的复原剂是C吗吗?为什么为什么?提示提示:不是不是C,应是应是CO;由于焦炭为固体由于焦炭为固体,与铁矿石的接触面积有限与铁矿石的接触面积有限,很难充分发很难充分发生反响生反响,而而CO是气体是气体,与铁矿石的接触面积大与铁矿石的接触面积大,提高了反

4、响速率。提高了反响速率。(2)(2)铜的冶炼铜的冶炼工业炼铜工业炼铜: :黄铜矿黄铜矿(CuFeS2) (CuFeS2) 粗铜粗铜 精铜精铜 生物炼铜生物炼铜( (矿堆浸铜法矿堆浸铜法):):a.a.原理原理:CuS CuSO4 Cu:CuS CuSO4 Cu。b.b.特点特点: :本钱低、污染小、反响条件简单等。本钱低、污染小、反响条件简单等。高中化学【思索【思索2】 工业上金属冶炼的普通方法有哪些工业上金属冶炼的普通方法有哪些?提示提示:(1)电解法电解法:适宜冶炼金属活动性较强的金属适宜冶炼金属活动性较强的金属(普通为金属活动性顺序普通为金属活动性顺序表中铝及铝前面的金属表中铝及铝前面的

5、金属)。例如例如:(2)(2)复原剂法复原剂法: :用复原剂用复原剂(CO(CO、C C、H2H2、AlAl等等) )复原金属氧化物复原金属氧化物, ,适宜冶炼适宜冶炼金属活动性顺序表中金属活动性顺序表中ZnZn到到CuCu之间的大多数金属。之间的大多数金属。例如例如: :(3)(3)热分解法热分解法: :适宜冶炼金属活动性较差的金属。适宜冶炼金属活动性较差的金属。例如例如: :高中化学考点精练考点精练1.1.从石器、青铜器到铁器时代从石器、青铜器到铁器时代, ,金属的冶炼表达了人类文明的开展程度。如金属的冶炼表达了人类文明的开展程度。如图表示了三种金属被人类开发利用的大致年限图表示了三种金属

6、被人类开发利用的大致年限, ,之所以有先后之所以有先后, ,主要取决于主要取决于( ( ) )A.A.金属的导电性强弱金属的导电性强弱B.B.金属在地壳中的含量多少金属在地壳中的含量多少C.C.金属的化合价高低金属的化合价高低D.D.金属的活动性强弱金属的活动性强弱D D高中化学2.2.以下说法不正确的选项是以下说法不正确的选项是( ( ) )A.A.有些活泼金属如铝可作复原剂法的复原剂有些活泼金属如铝可作复原剂法的复原剂B.B.可用电解熔融的可用电解熔融的NaClNaCl的方法来冶炼金属钠的方法来冶炼金属钠C.C.可用焦炭或一氧化碳复原氯化铝的方法来冶炼铝可用焦炭或一氧化碳复原氯化铝的方法来

7、冶炼铝D.D.回收旧金属可以重新制成金属或它们的化合物回收旧金属可以重新制成金属或它们的化合物3.3.高炉炼铁中生成铁的反响一定是高炉炼铁中生成铁的反响一定是( ( ) )A.A.氧化复原反响氧化复原反响 B. B.置换反响置换反响C.C.复分解反响复分解反响 D. D.分解反响分解反响C CA A高中化学知识梳理知识梳理二铁、铜及其化合物的性质和运用二铁、铜及其化合物的性质和运用 1.1.铁及其化合物的性质和运用铁及其化合物的性质和运用(1)(1)铁的性质铁的性质物理性质物理性质色泽色泽导电性导电性导热性导热性延展性延展性 色色, ,有金属光有金属光泽泽良好良好良好良好良好良好雪白雪白高中化

8、学化学性质化学性质22 Fe+2HClFeClH232Fe+3Cl 2FeCl点燃钝化钝化高中化学(2)(2)铁的氧化物铁的氧化物化学式化学式FeOFeOFeFe2 2O O3 3FeFe3 3O O4 4俗名俗名铁红铁红磁性氧化磁性氧化铁铁颜色状态颜色状态黑色粉末黑色粉末红棕色粉末红棕色粉末黑色晶体黑色晶体( (有磁性有磁性) )溶解性溶解性难溶于水难溶于水难溶于水难溶于水难溶于水难溶于水铁的化合铁的化合价价+2+2+3+3+2,+3+2,+3稳定性稳定性不稳定不稳定稳定稳定稳定稳定与与H H+ +反应的反应的离子方程离子方程式式FeO+2HFeO+2H+ + FeFe2+2+H+H2 2O

9、 O FeFe2 2O O3 3+6H+6H+ + 2Fe2Fe3+3+3H+3H2 2O O 高中化学(3)(3)铁的氢氧化物铁的氢氧化物化学式化学式Fe(OH)Fe(OH)2 2Fe(OH)Fe(OH)3 3色态色态白色固体白色固体红褐色固体红褐色固体与盐酸与盐酸反应反应Fe(OH)Fe(OH)2 2+2H+2H+ + FeFe2+2+2H+2H2 2O O Fe(OH)Fe(OH)3 3+3H+3H+ + FeFe3+3+3H+3H2 2O O 受热受热分解分解2Fe(OH)2Fe(OH)3 3 FeFe2 2O O3 3+3H+3H2 2O O 制法制法可溶性亚铁盐与碱溶液反可溶性亚铁

10、盐与碱溶液反应应FeFe2+2+2OH+2OH- - Fe(OH)Fe(OH)2 2 可溶性铁盐与碱溶液反应可溶性铁盐与碱溶液反应FeFe3+3+3OH+3OH- - Fe(OH)Fe(OH)3 3 两者的两者的关系关系在空气中在空气中,Fe(OH),Fe(OH)2 2能够非常迅速地被氧气氧化成能够非常迅速地被氧气氧化成Fe(OH)Fe(OH)3 3, ,现象是白色絮状沉淀迅速变成灰绿色现象是白色絮状沉淀迅速变成灰绿色, ,最后变成红褐色最后变成红褐色, ,化化学方程式为学方程式为4Fe(OH)4Fe(OH)2 2+O+O2 2+2H+2H2 2O 4Fe(OH)O 4Fe(OH)3 3 高中

11、化学(4)Fe2+(4)Fe2+与与Fe3+Fe3+的相互转化的相互转化Fe3+Fe2+ Fe3+Fe2+ Fe2+Fe3+Fe2+Fe3+高中化学(5)(5)运用运用铁广泛运用于工农业消费生活中铁广泛运用于工农业消费生活中, ,是维持生命活动的微量元素之一。是维持生命活动的微量元素之一。铁的化合物铁的化合物a.Fe2O3,a.Fe2O3,红棕色粉末红棕色粉末, ,俗名铁红俗名铁红, ,可作颜料。可作颜料。b.FeO,b.FeO,黑色固体。黑色固体。c.Fe3O4,c.Fe3O4,黑色固体黑色固体, ,俗名磁性氧化铁俗名磁性氧化铁, ,可用作磁性资料。可用作磁性资料。d.FeSO47H2O,d

12、.FeSO47H2O,绿色晶体绿色晶体, ,俗名绿矾俗名绿矾, ,可作净水剂。可作净水剂。【思索【思索3】 FeCl2溶液中的溶液中的Fe3+如何除去如何除去?写出反响的离子方程式。写出反响的离子方程式。提示提示:参与过量参与过量Fe粉粉,过滤所得滤液即为过滤所得滤液即为FeCl2溶液溶液;2Fe3+Fe 3Fe2+。 高中化学2.2.铜及其化合物的性质和运用铜及其化合物的性质和运用(1)(1)铜的性质铜的性质物理性质物理性质颜色为紫红色颜色为紫红色, ,具有良好的导电性、导热性和延展性。具有良好的导电性、导热性和延展性。化学性质化学性质22Cu+O 2CuO233 Cu+2AgNOCu(NO

13、 ) +2Ag322 Cu+2FeClCuCl +2FeCl高中化学(2)(2)铜盐铜盐(Cu2+)(Cu2+)与强碱溶液的反响与强碱溶液的反响试剂试剂:NaOH:NaOH溶液。溶液。景象景象: :生成蓝色絮状沉淀。生成蓝色絮状沉淀。离子方程式离子方程式:Cu2+2OH- Cu(OH)2:Cu2+2OH- Cu(OH)2。(3)(3)运用运用铜可用于制造导线、水管、电器仪表等。铜可用于制造导线、水管、电器仪表等。铜盐可杀菌。铜盐可杀菌。Cu2OCu2O可作为造玻璃、搪瓷的红色颜料。可作为造玻璃、搪瓷的红色颜料。【思索【思索4 4】 用什么试剂可检验气体中含有水蒸气用什么试剂可检验气体中含有水蒸

14、气? ?有什么景象有什么景象? ? 提示提示: :无水无水CuSO4,CuSO4,白色粉末变为蓝色晶体。白色粉末变为蓝色晶体。 高中化学中心突破中心突破与碱反响与碱反响1.Fe1.Fe、Fe2+Fe2+、Fe3+Fe3+的性质及转化的性质及转化(1)Fe2+(1)Fe2+的性质的性质Fe2+Fe2+为浅绿色为浅绿色, ,有较强复原性有较强复原性, ,易被易被O2O2、Cl2Cl2、H2O2H2O2、HNO3HNO3和和KMnO4KMnO4等氧化剂等氧化剂氧化成氧化成Fe3+Fe3+。被氧化被氧化高中化学(2)Fe3+(2)Fe3+的性质的性质Fe3+Fe3+为棕黄色为棕黄色, ,有较强氧化性有

15、较强氧化性, ,可氧化可氧化FeFe、CuCu、S2-S2-、I-I-等。等。被复原被复原 与碱反响与碱反响高中化学(3)Fe2+(3)Fe2+、Fe3+Fe3+的相互转化的相互转化 2.2.检验检验Fe2+Fe2+、Fe3+Fe3+的常用方法的常用方法(1)Fe2+(1)Fe2+的检验的检验取少量溶液参与试管取少量溶液参与试管, ,滴入滴入KSCNKSCN溶液无明显景象溶液无明显景象, ,再滴入氯水或双氧水溶再滴入氯水或双氧水溶液变血红色液变血红色, ,那么溶液中有那么溶液中有Fe2+Fe2+。高中化学取少量溶液参与试管取少量溶液参与试管, ,滴入滴入NaOHNaOH溶液生成白色沉淀溶液生成

16、白色沉淀, ,白色沉淀迅速变灰绿白色沉淀迅速变灰绿色色, ,最后变红褐色最后变红褐色, ,那么溶液中有那么溶液中有Fe2+Fe2+。 (2)Fe3+(2)Fe3+的检验的检验取少量溶液参与试管取少量溶液参与试管, ,滴入滴入KSCNKSCN溶液溶液, ,溶液变血红色溶液变血红色, ,那么溶液中有那么溶液中有Fe3+Fe3+。 取少量溶液参与试管取少量溶液参与试管, ,滴入滴入NaOHNaOH溶液生成红褐色沉淀溶液生成红褐色沉淀, ,那么溶液中有那么溶液中有Fe3+Fe3+。 高中化学【特别提示】【特别提示】 (1) (1)不同价态的铁及铁的化合物在相互转化时不同价态的铁及铁的化合物在相互转化时

17、, ,留意所用留意所用氧化剂和复原剂的强弱不同。氧化剂和复原剂的强弱不同。 (3)(3)在酸性溶液中在酸性溶液中,Fe2+,Fe2+与不能共存。与不能共存。 高中化学考点精练考点精练1.(20211.(2021浙江浙江4 4月选考月选考) )以下离子方程式正确的选项是以下离子方程式正确的选项是( ( ) ) B B解析解析:A:A选项电荷不守恒选项电荷不守恒, ,故故A A错错;C;C选项碳酸钡为难溶物质选项碳酸钡为难溶物质, ,不能拆不能拆, ,故故C C错错;D;D选项电荷不守恒选项电荷不守恒, ,故故D D错。错。 高中化学2.2.将将FeFe、CuCu参与含参与含Fe2+Fe2+、Fe

18、3+Fe3+和和Cu2+Cu2+的溶液中充分反响的溶液中充分反响, ,如如FeFe有剩余有剩余, ,那那么反响器中金属元素的存在方式只能是么反响器中金属元素的存在方式只能是( ( ) )A.CuA.Cu、Fe3+Fe3+、FeFeB.Fe2+B.Fe2+、Fe3+Fe3+、FeFeC.CuC.Cu、Cu2+Cu2+、FeFeD.CuD.Cu、Fe2+Fe2+、Fe Fe D D解析解析: :铁是活泼的金属铁是活泼的金属, ,所以假设铁剩余所以假设铁剩余, ,那么一定不存在铁离子和铜离子。那么一定不存在铁离子和铜离子。 高中化学3.(20213.(2021福建卷福建卷) )纯真物纯真物X X、Y

19、 Y、Z Z转化关系如下图转化关系如下图, ,以下判别正确的选项以下判别正确的选项是是( ( ) ) A.XA.X能够是金属铜能够是金属铜B.YB.Y不能够是氢气不能够是氢气C.ZC.Z能够是氯化钠能够是氯化钠D.ZD.Z能够是三氧化硫能够是三氧化硫A A解析解析:X:X是是Cu,YCu,Y是是Cl2,ZCl2,Z为为CuCl2CuCl2时时, ,符合图示转化关系符合图示转化关系,A,A项正确项正确;X;X为为Cl2,YCl2,Y为为H2,ZH2,Z为为HClHCl时时, ,符合图示转化关系符合图示转化关系,B,B项错误项错误;Z;Z为为NaClNaCl时时, ,电解电解NaClNaCl溶液生

20、成溶液生成NaOHNaOH、H2H2、Cl2,Cl2,不能实现不能实现“X+Y ZX+Y Z,C,C项错误项错误;Z;Z为为SO3SO3时时, ,其水溶液为其水溶液为H2SO4H2SO4溶液溶液, ,电解电解H2SO4H2SO4溶液时溶液时, ,本质为电解水本质为电解水, ,生成生成H2H2和和O2,O2,不能实现不能实现“X+Y ZX+Y Z,D,D项错误。项错误。 高中化学4.(20214.(2021浙江浙江1010月选考月选考) )量取量取 8.0 mL 5.0 molL-1 H2SO4 8.0 mL 5.0 molL-1 H2SO4溶液溶液, ,加蒸加蒸馏水稀释至馏水稀释至100 mL

21、,100 mL,取两份稀释后的取两份稀释后的H2SO4H2SO4溶液各溶液各25 mL,25 mL,分别参与等质量分别参与等质量的的ZnZn和和Fe,Fe,一样条件下充分反响一样条件下充分反响, ,产生氢气的体积随时间变化的曲线如下产生氢气的体积随时间变化的曲线如下图图( (氢气体积已折算成规范情况下的体积氢气体积已折算成规范情况下的体积) )。 请计算请计算: :(1)(1)稀释后稀释后H2SO4H2SO4溶液的物质的量浓度为溶液的物质的量浓度为 molL-1 molL-1。 答案答案:(1)0.40 :(1)0.40 高中化学(2)(2)参与参与FeFe的质量至少有的质量至少有 g g。

22、答案答案:(2)0.65 :(2)0.65 高中化学5.(20215.(2021浙江浙江1010月选考月选考) )某酸性废液中含有某酸性废液中含有Fe2+Fe2+、Cu2+Cu2+、Ba2+Ba2+三种金属离三种金属离子子, ,有同窗设计了以下方案对废液进展处置有同窗设计了以下方案对废液进展处置( (所加试剂均稍过量所加试剂均稍过量),),以回收金以回收金属属, ,维护环境。维护环境。请回答请回答: :(1)(1)沉淀沉淀a a中含有的单质是。中含有的单质是。(2)(2)沉淀沉淀c c的化学式是。的化学式是。(3)(3)溶液溶液A A与与H2O2H2O2溶液在酸性条件下反响的离子方程式是溶液在

23、酸性条件下反响的离子方程式是 . . 。 高中化学答案答案:(1)Cu:(1)Cu、FeFe(2)BaCO3(2)BaCO3(3)2Fe2+H2O2+2H+ 2Fe3+2H2O (3)2Fe2+H2O2+2H+ 2Fe3+2H2O 高中化学素能提升素能提升1.1.以下有关金属的说法正确的选项是以下有关金属的说法正确的选项是( ( ) )A.A.生铁含碳量高生铁含碳量高, ,钢中不含碳钢中不含碳B.B.铜在自然界中的含量高铜在自然界中的含量高, ,所以铜是人类最早运用的金属所以铜是人类最早运用的金属C.C.宇宙中不存在游离态的铁宇宙中不存在游离态的铁D.D.金属铁有导电性、导热性、延展性金属铁有

24、导电性、导热性、延展性 D D高中化学2.(20212.(2021浙江温州中学高三模拟浙江温州中学高三模拟) )将将1.12 g1.12 g铁粉参与铁粉参与25 mL 2 molL-125 mL 2 molL-1的的氯化铁溶液中氯化铁溶液中, ,充分反响后充分反响后, ,其结果是其结果是( ( ) )A.A.铁粉有剩余铁粉有剩余, ,溶液呈浅绿色溶液呈浅绿色,Cl-,Cl-根本坚持不变根本坚持不变B.B.往溶液中滴入无色往溶液中滴入无色KSCNKSCN溶液溶液, ,显血红色显血红色C.Fe2+C.Fe2+和和Fe3+Fe3+物质的量之比为物质的量之比为5151D.D.氧化产物和复原产物的物质的量之比为氧化产物和复原产物的物质的量之比为25 25 B B高中化学3.(20213.(2021浙江台州模拟浙江台州模拟) )以下有关铁、铜及其化合物的说法正确的选项以下有关铁、铜及其化合物的说法正确的选项是是( ( ) )A.A.铁和铜在自然界中主要以游离态的方式存在铁和铜在自然界中主要以游离态的方式存在B.B.工业上在高温下用工业上在高温下用COCO复原含复原含Fe2O3Fe2O3的铁矿石炼铁的铁矿石炼铁C.C.常温下铁与浓硫酸不反响常温下铁与浓硫酸不反响D.D.用激光照射硫酸铜溶液可察看到丁达尔效应用激光照射硫酸铜溶液可察看到丁达尔效应B B高