shangke 专题三第二单元《铁、铜的获取及应用》

1、高一年高一年 化学必修化学必修1 1 专题专题3 3 第二单元铁、铜的获取及应用第二单元铁、铜的获取及应用第一课时第一课时 从自然界获取铁和铜从自然界获取铁和铜铁铜在人类社会进程、人类生活中的作用铁铜在人类社会进程、人类生活中的作用石器时代石器时代 青青铜铜器时代器时代 铁铁器时代器时代常见的铁矿石常见的铁矿石磁铁矿磁铁矿(Fe3O4)赤铁矿赤铁矿(Fe2O3) 黄铁矿黄铁矿(FeS2 )陨铁陨铁（一）、铁矿石的成分和种类（一）、铁矿石的成分和种类铁矿石铁矿石SiO2等杂质等杂质铁化合物铁化合物Fe3O4(磁铁矿磁铁矿)Fe2O3(赤铁矿赤铁矿)FeS2（黄铁矿）（黄铁矿）常见的铜矿石常见的铜

2、矿石黄铜矿黄铜矿(CuFeS2 )孔雀石孔雀石(Cu2(OH)2CO3 )（二）、铜矿石的成分和种类（二）、铜矿石的成分和种类v黄铜矿（黄铜矿（CuFeS2）v孔雀石孔雀石CuCO3Cu(OH)2 如何将铁如何将铁、铜从、铜从“化合态化合态”转转化为化为“游离态游离态”？根据已学过的知？根据已学过的知识，你能写出多少种上述转化的化识，你能写出多少种上述转化的化学方程式。学方程式。交流与讨论交流与讨论生成铁的反应生成铁的反应P72P72交流交流与讨论与讨论生成铜的反应生成铜的反应P72P72交流交流与讨论与讨论古代是怎样冶炼铁和铜的古代是怎样冶炼铁和铜的? 1.人类最先用薪火加热熔解铁矿石而制铁

3、人类最先用薪火加热熔解铁矿石而制铁,后来用木炭代替薪火制铁后来用木炭代替薪火制铁. 2.考古学家和史学家考证我国在公元前考古学家和史学家考证我国在公元前25002000年已懂得用孔雀石与木炭一起煅烧年已懂得用孔雀石与木炭一起煅烧制铜制铜,后来我国古代人民创造了湿法制铜后来我国古代人民创造了湿法制铜. 你知道吗你知道吗炼铁高炉炼铁高炉工业上是如何冶炼生铁的工业上是如何冶炼生铁的? ? 石灰石石灰石废气废气空气入口空气入口原理：原理：原料：原料：设备：设备：产品：产品：铁矿石、焦炭、石灰石和空气铁矿石、焦炭、石灰石和空气炼铁高炉炼铁高炉热还原法热还原法在高温下在高温下,CO把铁从铁矿石里还原出来把

4、铁从铁矿石里还原出来一、工业炼铁一、工业炼铁Fe2O3+3CO 2Fe+3CO2 高温高温生铁（含碳生铁（含碳2%4.5%）钢（含碳钢（含碳0.03%2%）去碳去碳C+O2 CO2 CO2+C 2CO Fe2O3+3CO 2Fe+3CO2 CaCO3 CaO+CO2 CaO+SiO2 CaSiO3点燃点燃高温高温高温高温高温高温高温高温制还原剂制还原剂CO还原铁矿石还原铁矿石除除SiO2、 形成炉渣形成炉渣炼铁过程炼铁过程 阅读课本阅读课本P73归纳：炼铜的主要方法：归纳：炼铜的主要方法：二、铜的冶炼：二、铜的冶炼：1.工业：高温冶炼黄铜矿工业：高温冶炼黄铜矿2.古代：湿法冶铜古代：湿法冶铜3

5、.生物炼铜生物炼铜酸酸铜矿铜矿 铜盐溶液铜盐溶液 铜铜 铁铁（99.95%99.98%）（99.5%99.7%）黄铜矿黄铜矿 粗铜粗铜 精铜精铜 电解电解高温高温自然界中的金属大都以化合态存在自然界中的金属大都以化合态存在用用化学的方法把化合态的金属变成游离态化学的方法把化合态的金属变成游离态要要考虑的问题考虑的问题矿石的矿石的富集富集合适的冶炼合适的冶炼方法方法如何精炼如何精炼金属的冶炼方法K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb（H）Cu Hg Ag电解法电解法热还原法热还原法热分解法热分解法K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb（H）Cu Hg Ag不同金属冶炼的一

6、般方法不同金属冶炼的一般方法 归纳与总结归纳与总结（用（用H2 、C、CO或或“活泼金属活泼金属”还原）还原）金属冶炼的一般方法金属冶炼的一般方法 归纳与总结归纳与总结1、热分解法：、热分解法：2HgO 2Hg+O2 2Ag2O 4Ag+O22、热还原法：、热还原法： （用（用H2 、C、CO或或“用活泼金属用活泼金属”还原）还原） CuO+H2 Cu+H2O CuO+CO Cu+CO2 2CuO+C 2Cu+CO2 2Al+Fe2O3 2Fe+ Al2O3 3、电解方法、电解方法: 2Al2O3 4Al+3O2 MgCl2 Mg+Cl24、湿法冶金：、湿法冶金：Fe+CuSO4= FeSO4

7、+Cu第二单元第二单元 铁、铜的获取及应用铁、铜的获取及应用 从矿物到基础材料从矿物到基础材料专题三专题三二、铁、铜及其化合物的应用二、铁、铜及其化合物的应用你知道吗你知道吗? ?铜镜铜镜铁熨斗铁熨斗银白色的纯铁银白色的纯铁紫红色固体紫红色固体FeFe银白色金属，良好的金属通性，能被磁铁吸引银白色金属，良好的金属通性，能被磁铁吸引1、铁、铜的物理性质、铁、铜的物理性质铁粉为黑色铁粉为黑色CuCu紫红色金属，良好的金属通性，铜为重金属紫红色金属，良好的金属通性，铜为重金属2Fe+3Cl2点燃2FeCl3点燃Cu+Cl2CuCl23Fe+2O2点燃Fe3O4不反应不反应Fe+2H+Fe2+ +H2

8、Cu+2Ag+2Ag + Cu2+Fe+Cu2+Fe2+Cu2Cu+O22CuO与非金属反应与非金属反应与盐酸、与盐酸、稀硫酸反应稀硫酸反应与盐溶液反与盐溶液反FeCu（火星四射、生成黑色固体）（火星四射、生成黑色固体）（棕黄色烟）（棕黄色烟）（红棕色烟）（红棕色烟）2、铁、铜的化学理性质、铁、铜的化学理性质（红变黑）（红变黑）常温下，铁遇到浓硫酸、浓硝酸表面发生钝化。常温下，铁遇到浓硫酸、浓硝酸表面发生钝化。Fe2Fe3+=3Fe2+Cu2Fe3+=2Fe2+ + Cu2+3、铁的氧化物、铁的氧化物FeOFe2O3Fe3O4黑色粉末黑色粉末FeO2HCl = FeCl2H2O红棕色粉末红棕色

9、粉末(俗称铁红，可作红色油漆和涂料）俗称铁红，可作红色油漆和涂料）Fe2O36HCl = FeCl33H2O黑色晶体（俗称磁性氧化铁）黑色晶体（俗称磁性氧化铁）Fe3O48HCl = FeCl2 +2FeCl3 4H2O均难溶于水，与水不反应均难溶于水，与水不反应方案：用可溶性铁盐、亚铁盐与碱溶液反应？方案：用可溶性铁盐、亚铁盐与碱溶液反应？两只试管分别加入少量两只试管分别加入少量FeCl3和和FeSO4溶液，然后滴溶液，然后滴入入NaOH溶液。观察并描述发生的现象。溶液。观察并描述发生的现象。FeCl3溶液溶液FeSO4溶液溶液加加NaOH溶液溶液离子方程式离子方程式生成生成红褐色红褐色沉淀

10、沉淀Fe2+2OH =Fe(OH)2 Fe3+3OH=Fe(OH)34、铁的氢氧化物、铁的氢氧化物4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3Fe(OH)2：白色沉淀；不稳定，易被空气中、溶液中：白色沉淀；不稳定，易被空气中、溶液中O2氧化氧化Fe(OH)3：红褐色沉淀，：红褐色沉淀，白色沉淀白色沉淀迅速变成迅速变成灰绿色灰绿色最后变成最后变成红褐色红褐色受热易分解受热易分解 观观察法察法加加KSCNKSCN溶液溶液检验方法 浅 绿 色 棕 黄 色 血红色无明显变化加加NaOHNaOH溶液溶液白色沉淀迅速变灰绿色最后呈红褐色立即产生红褐色沉淀Fe2+Fe3+5、 检验检验Fe3+ 和和F

11、e2+ 的方法的方法Fe3+3SCN- = Fe(SCN)3（血红色）FeFe2+Fe3+强氧化剂强氧化剂弱氧化剂弱氧化剂设计实验，探究设计实验，探究Fe3+ 到到 Fe2+的转化条件的转化条件提供以下药品：铁粉、提供以下药品：铁粉、FeCl2溶液、溶液、 FeCl3溶液、溶液、 KSCN溶液、新制氯水溶液、新制氯水转化类型实验方案实验现象在试管在试管1中依次加入：中依次加入：FeCl2溶液、溶液、KSCN溶液、新制氯水溶液、新制氯水在试管在试管2中依次加入：中依次加入：FeCl3溶液、溶液、KSCN溶液、铁粉溶液、铁粉加加KSCN溶液后，溶液无溶液后，溶液无明显变化；再加氯水后，明显变化；再

12、加氯水后，溶液由浅绿色变为血红色溶液由浅绿色变为血红色2Fe2+Cl2=2Fe3+Fe=3Fe2+2Fe3+ +2Cl-6、 Fe3+ 和和Fe2+ 的转化的转化Fe2+ Fe3+Fe3+ Fe2+加加KSCN溶液后，溶液变溶液后，溶液变为血红色；再加铁粉后，为血红色；再加铁粉后，溶液呈浅绿色溶液呈浅绿色思考思考: FeCl2试剂瓶底部放有一层铁粉试剂瓶底部放有一层铁粉,为什么为什么?Fe3+3SCN- = Fe(SCN)36、 Fe3+ 和和Fe2+ 的转化的转化活动与探究活动与探究转化类型转化类型实验方案实验方案现象现象Fe3+Fe2+用笔蘸取少量用笔蘸取少量30%30%的的FeClFeC

13、l3 3溶液，在铜片上溶液，在铜片上画一个画一个“十十”字，放字，放置片刻后，用少量水置片刻后，用少量水将铜片上的溶液冲洗将铜片上的溶液冲洗到小烧杯中。到小烧杯中。铜片上有铜片上有被腐被腐蚀蚀的痕迹，的痕迹，烧杯中的溶液烧杯中的溶液呈蓝色。呈蓝色。Fe3+ Fe2+Cu结论结论2Fe3+Cu=2Fe2+Cu2+应用应用制作印刷电路板制作印刷电路板Fe2+Fe3+氧化剂如氧化剂如Cl2、硝酸等、硝酸等还原剂如还原剂如Fe、Cu等等Fe强氧化剂如强氧化剂如Cl2、H2O2等等C、CO、H2 、Al 等等等等Al、H2、CO、C小结：小结：“铁三角铁三角”关系关系弱氧化剂：弱氧化剂：H+、Cu2+、

14、Fe3+等等 7.铁及铜的化合物的应用铁及铜的化合物的应用1.铁的化合物铁的化合物Fe2O3作颜料作颜料氯化铁、硫酸亚铁可作净水剂氯化铁、硫酸亚铁可作净水剂作磁性材料作磁性材料维持生命的微量元素维持生命的微量元素2.铜的化合物：铜的化合物： 铜盐溶液都有毒，铜盐溶液都有毒，CuSO4溶液能杀菌，配溶液能杀菌，配制农药，。制农药，。除去下列物质中混有的少量杂质应用怎样的化除去下列物质中混有的少量杂质应用怎样的化学方法，写出有关反应的离子方程式。学方法，写出有关反应的离子方程式。（1）铜粉中混有铁粉）铜粉中混有铁粉: 、 。（2）铁粉中混有铝粉）铁粉中混有铝粉: 、 。（3）FeCl3溶液中混有溶

15、液中混有FeCl2 : 、 。（4）FeCl2溶液中混有溶液中混有CuCl2 、 。 Fe2HFe 2H2 加入过量加入过量NaOH2Fe2Cl22Fe32Cl Cu2FeFe2Cu 加入过量盐酸加入过量盐酸2Al2OH2H2O2AlO23H2 通入通入Cl2加入过量加入过量Fe练一练练一练练习练习1、下列、下列4 4种铁的化合物溶于稀盐酸后，滴加种铁的化合物溶于稀盐酸后，滴加KSCN溶液溶液没有颜色变化，再加氯水呈红色的是（没有颜色变化，再加氯水呈红色的是（ ）A. FeO B. Fe2O3 C. FeCl3 D. FeSO42、为了防止试剂变质，配制、为了防止试剂变质，配制FeSO4溶液时

16、，除了在试溶液时，除了在试剂瓶中加入少量剂瓶中加入少量H2SO4外，还要加入（外，还要加入（ ）A. 加入加入Cu B. 通入通入Cl2 C. 加入加入Fe 粉粉 D. 加入加入KSCNA、DC2.要证明某溶液中不含 Fe3+Fe2+而可能含有 ,进行如下实验操作时最佳顺序为加入足量氯水 加入足量KMnO4 加入少量KSCN溶液（）A. B. C. D. C3 3只用一种试剂就可将只用一种试剂就可将AgNOAgNO3 3、KSCNKSCN、稀、稀H H2 2SOSO4 4、NaOHNaOH四种无色溶液区分开，这种试剂是（四种无色溶液区分开，这种试剂是（ ） A ABaClBaCl2 2溶液溶液

17、 B BFeClFeCl2 2溶液溶液 C CFeClFeCl3 3溶液溶液 D DFe(NOFe(NO3 3) )3 3溶液溶液4 4证明某溶液只含有证明某溶液只含有FeFe2+2+而不含而不含FeFe3+3+的实验方法的实验方法是（是（ ）A A、先滴加氯水，再滴加、先滴加氯水，再滴加KSCNKSCN溶液后显红色溶液后显红色B B、先滴加、先滴加KSCNKSCN溶液，不显红色，再滴加氯水后溶液，不显红色，再滴加氯水后显红色显红色C C、滴加、滴加NaOHNaOH溶液，先产生白色沉淀，后变灰绿，溶液，先产生白色沉淀，后变灰绿，最后显红褐色最后显红褐色D D、只需滴加、只需滴加KSCNKSCN

18、溶液溶液CBC5 5在制砖瓦时，用粘土做成的坯经过烘烧后，在制砖瓦时，用粘土做成的坯经过烘烧后，铁的化合物转化成铁的化合物转化成 而制得红色砖瓦。而制得红色砖瓦。若烘烧后期从窑顶向下慢慢浇水，窑内会产生大若烘烧后期从窑顶向下慢慢浇水，窑内会产生大量的量的 气体。它们把该红色物质还原成黑气体。它们把该红色物质还原成黑色的化合物是色的化合物是 ，同时还有未烧的碳，同时还有未烧的碳的颗粒，而制得了青色砖瓦。的颗粒，而制得了青色砖瓦。 6 6在氯化铁和氯化铜的混合溶液中加入过量的在氯化铁和氯化铜的混合溶液中加入过量的FeFe粉，若充分反应后溶液的质量没有改变，则粉，若充分反应后溶液的质量没有改变，则原

19、混合溶液中原混合溶液中FeFe3+3+和和CuCu2+2+物质的量之比为多少？物质的量之比为多少？Fe2O3COFe、Fe3O4277、制印刷电路板时常用、制印刷电路板时常用FeCl3作为作为“腐蚀液腐蚀液”。发生的反应为。发生的反应为 2FeCl3 + Cu = 2 FeCl2 + CuCl2向盛有向盛有FeCl3溶液的烧杯中同时加入溶液的烧杯中同时加入铁粉和铜粉，反应结束后，下列结果铁粉和铜粉，反应结束后，下列结果中不可能出现的是（中不可能出现的是（ ）A、有铜无铁、有铜无铁 B、有铁无铜、有铁无铜C、有铜和铁、有铜和铁 D、铁铜都无、铁铜都无B8、把铁加入、把铁加入HCl 、 FeCl3

20、、CuCl2的混合液中，反应后铁有剩余，则的混合液中，反应后铁有剩余，则反应后溶液中离子浓度最大的是反应后溶液中离子浓度最大的是（ ）A、Cu2+ B、Fe2+ C、Fe3+ D、H+B二、单质化学性质二、单质化学性质2Fe+3Cl2点燃2FeCl3点燃Cu+Cl2CuCl23Fe+2O2点燃Fe3O4不反应不反应Fe+2HClFeCl2+H2Cu+2AgNO32Ag+Cu(NO3)2Fe+CuSO4FeSO4+Cu2Cu+O22CuO与非金属反应与非金属反应与盐酸反应与盐酸反应与盐溶液反与盐溶液反FeCu（火星四射、生成黑色固体）（火星四射、生成黑色固体）（棕黄色烟）（棕黄色烟）（棕褐色烟）

21、（棕褐色烟）+3+2+2+2+283+6、 Fe3+ 和和Fe2+ 的转化的转化活动与探究活动与探究转化类型转化类型实验方案实验方案现象现象Fe2+Fe3+结论结论KSCN溶液溶液Fe2+氯水氯水(二二)一、无明显变化一、无明显变化二、二、加入氯水后加入氯水后溶液呈溶液呈血红色血红色Fe2+ Fe3+Cl2KSCN溶液溶液Fe2+(一一)2FeCl2+Cl2=2FeCl3思考思考: FeCl2试剂瓶底部放有一层铁粉试剂瓶底部放有一层铁粉,为什么为什么?6、 Fe3+ 和和Fe2+ 的转化的转化活动与探究活动与探究转化类型转化类型实验方案实验方案现象现象Fe3+Fe2+2FeCl3+Fe=3Fe

22、Cl2Fe3+ Fe2+Fe结论结论(一一)Fe3+KSCN溶液溶液铁粉铁粉(二二) KSCN溶液、溶液、Fe3+（一）溶液变为（一）溶液变为血红色血红色（二）（二）加加铁粉铁粉后，后，溶液溶液由血红色变为由血红色变为浅绿色浅绿色7、 Fe3+ 和和Fe2+ 的相互转化的应用的相互转化的应用2Fe3+Cu=2Fe2+Cu2+3、制作印刷电路板、制作印刷电路板2、除去废水中的、除去废水中的Fe2+1 1、在配制含、在配制含FeFe2+2+的溶液时的溶液时 FeCl3的应用：制作印刷电路板的应用：制作印刷电路板制作过程：制作过程：先在塑料板上镀上先在塑料板上镀上一层铜，然后在设计一层铜，然后在设计

23、好的铜线路上涂上一好的铜线路上涂上一层石蜡，把板浸到氯层石蜡，把板浸到氯化铁溶液中，没有在化铁溶液中，没有在线路上的铜即没有被线路上的铜即没有被石蜡覆盖住的铜就被石蜡覆盖住的铜就被反应掉。反应掉。FeFe2+Fe3+强氧化剂强氧化剂弱氧化剂弱氧化剂强氧化剂强氧化剂还原剂还原剂还原剂还原剂还原剂还原剂还原性还原性氧化性氧化性还原性还原性氧化性氧化性“铁三角铁三角”试管试管1：Fe(OH)3红褐色红褐色试管试管2：Fe(OH)2转变为转变为Fe(OH)3的过程的过程FeSO4+2NaOH=Fe(OH)2+Na2SO44Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3 白色沉淀白色沉淀灰绿色灰绿色红褐色红褐色铁铁铜铜建材建材; ;炊具炊具; ;铸件铸件; ;具有特性的铁合金具有特性的铁合金; ;制磁铁等。制磁铁等。广泛用于电气工业；广泛用于电气工业；制铜合金；各种仪表制铜合