第二单元铁铜及其化合物的应用一课时

自然界中的金属大都以化合态存在用化学的方法把化合态的金属变成游离态要考虑的问题矿石的富集合适的冶炼方法如何精炼(一)、金属的冶炼简单，实用，节省的原则1、热分解法有些不活泼金属仅用热分解法就能制得。在金属活动性顺序表中，位于铜后面的某些金属的氧化物受热就能分解。2HgO==2Hg+O2↑2Ag2O==4Ag+O2↑冶炼方法的选择2．热还原法多数金属的冶炼过程属于热还原法。常用的还原剂有焦炭、一氧化碳、氢气和活泼金属等。高温高温高温Fe2O3+3CO==2Fe+3CO2WO3+3H2==W+3H2OCr2O3+2Al==2Cr+Al2O33．电解法在金属活动性顺序中，钾、钠、钙、铝等几种金属的还原性很强，这些金属都很容易失去电子，因此不能用一般的方法和还原剂使其从化合物中还原出来，而只能用通电分解其熔融盐或氧化物的方法来冶炼。2Al2O3====4Al+3O2↑2NaCl====2Na+Cl2↑电解电解KCaNaMgAlZnFeSnPb（H）CuHgAg电解法热还原法热分解法不同金属冶炼方法的选择KCaNaMgAlZnFeSnPb（H）CuHgAg制备以上金属时,需提供一个惰性气体的环境.第二单元铁、铜的获取及应用第一课时第二单元铁、铜的获取及应用●从自然界中获取铁铁是银白色金属，但在冶金工业的分类中称之为黑色金属，在自然界中有少量游离态的铁，主要以化合物的形式存在，铜也一样，课本P-71---各种矿石资源。原料：铁矿石、焦炭、空气、石灰石.铁矿石：提供铁元素作原料，一般为氧化铁焦炭(C)：①作燃料以产生高温(800℃)②作为还原剂CO的原料热空气：①使焦煤燃烧产生高温熔剂(造渣剂)：结合铁矿中之杂质而成液体流出炉喉炉身炉腹炉腰炉缸高炉煤气铁矿石焦炭熔剂进风口热空气出铁口出渣口炉渣生铁高炉煤气进风口C+O2==CO2高温C+CO2==2CO高温CaO+SiO2==CaSiO3高温CaCO3==CaO+CO2↑高温高温Fe2O3+3CO==2Fe+3CO2●从自然界中获取铜还原法：磨碎矿石用水洗去泥沙加入熔剂共置炉中加热铜可熔融取出Cu2O+C==2Cu+3CO↑CuCO3+2C==Cu+3CO↑高温高温生物法：CuFeS2+4O2===FeSO4+CuSO4微生物二铁、铜及其化合物的应用●对铁的认识1、物理性质：质软、高熔点、耐腐蚀3Fe+2O2===Fe3O4点燃（1）铁与较弱氧化剂反应时，生成铁显+2价。Fe+S=FeSFe+H2SO4=FeSO4+H2Fe+CuCl2=FeCl2+Cu（2）铁与强氧化剂反应时，生成铁显+3价。Fe＋4HNO3＝Fe(NO3)3＋NO↑＋2H2O2、化学性质回顾二铁、铜及其化合物的应用●铁单质的化学性质铁通常显+2价或+3价,元素以+3价的化合物稳定。Fe－2e-=Fe2+Fe－3e-=Fe3+1、与非金属：氧气、卤素、硫等3Fe+2O2===Fe3O4(四氧化三铁)点燃2Fe+3Cl2===2FeCl3(棕褐色的烟)FeCl3呈褐色，即溶液Fe3+呈黄色,溴类同。点燃Fe+S===FeS(硫化亚铁、呈黑色，碘类同)△●铁单质的化学性质注意铁在上述反应产物中价态的不同反应后铁显不同价态，是因为铁在反应中失去不同数目的电子，反映出不同氧化剂的氧化能力差别。氧化能力Cl2＞O2＞S2、与水反应3Fe+4H2O(g)===Fe3O4+4H2↑失8e-,被氧化得8e-,被还原①在常温下，铁和水不反应。说明：②铁具有很强的抗腐蚀性。平时看到的铁器易生锈不是铁的真实性质，生活中的铁器都是铁和碳的合金，铁和碳的合金在水和空气里的氧气、二氧化碳的共同作用下，铁很容易被氧化而被腐蚀。3、与酸反应(1)非氧化性酸(稀硫酸、盐酸)(稀硝酸)常温下，铁遇冷的浓硝酸和浓硫酸发生钝化，但在加热的情况下仍能发生反应。Fe+2H+=Fe2++H2Fe＋4HNO3＝Fe(NO3)3＋NO↑＋2H2O(2)强氧化性酸(3)钝化2Fe＋6H2SO4(浓)＝＝Fe2(SO4)3＋3SO2↑＋6H2O△(常温下，浓硫酸、浓硝酸)失3e-,被氧化得3e-,被还原4、与盐反应：氯化铜、氯化铁等硫酸铜溶液中插入铁钉氯化铁溶液中插入铁钉3Fe＋8HNO3＝3Fe(NO3)2＋2NO↑＋4H2OFe＋4HNO3＝Fe(NO3)3＋NO↑＋2H2O现象:铁钉表面覆盖着一层黄色的物质.现象:溶液由黄色逐渐变成线绿色Fe+Cu2+=Fe2++CuFe+2Fe3+=3Fe2+再思考硝酸中加入过量的铁粉,反应如何?Fe+2Fe(NO3)3=3Fe(NO3)2铁化合价变化①0→+3；②+3→+2；0→+2二铁、铜及其化合物的应用●铁在自然界中的存在和物理性质游离态、化合态纯铁抗腐蚀能力强，能被磁铁吸引和磁化●铁单质的化学性质1、与非金属：氧气、卤素、硫等3Fe+2O2===Fe3O4(四氧化三铁)点燃2Fe+3Cl2===2FeCl3(三氯化铁)点燃Fe+S===FeS(硫化亚铁)△2、与水反应3Fe+4H2O(g)===Fe3O4+4H2↑3、与酸反应(1)非氧化性酸(2)强氧化性酸(3)钝化4、与盐反应：氯化铜、氯化铁等Fe+Cu2+=Fe2++CuFe+2Fe3+=3Fe2+弱氧化剂（S、I2、H+、Cu2+、Fe3+）强氧化剂（Cl2、Br2、HNO3、浓H2SO4）O2水蒸气Fe2+Fe3+FeFe3O4铁的显价规律：小结1、铁片投入下列溶液后，金属片质量减少，但无气体放出的是：A、冷、浓HNO3B、Cu(NO3)2溶液C、稀HNO3D、Fe(NO3)3溶液巩固D2、下列各物质中，不能由组成它的两种元素的单质直接化合而得到的是：A、FeSB、Fe3O4C、FeCl3D、FeCl2D巩固3、在含a克HNO3的溶液里放入b克铁,铁完全溶解,假设有a/4克HNO3被还原,且放出的气体是NO。试回答:反应溶液中的溶质是什么？并求与溶质对应的a/b的值(要求写计算过程)？Fe＋4HNO3＝Fe(NO3)3＋NO↑＋2H2O3Fe＋8HNO3＝3Fe(NO3)2＋2NO↑＋4H2O56g4×63gbgag2956634ggba13563638ggba4×56g8×63gbgag例题3:根据下图所示实验室用一氧化碳还原氧化铁的实验装置，回答以下问题：石灰水Fe2O3CO2、塑料袋的作用是：①硬质管中红色变黑色②石灰水变浑浊，溶液中的气泡产生③塑料袋体积胀大收集气体，防止污染环境3、什么时候点燃酒精灯：验纯后点燃1、反应过程中发生的现象是：例4：1.6g某铁的氧化物用足量的一氧化碳还原，将生成的气体全部通入足量的石灰水中，得到3g白色沉淀，求此氧化物的化学式．要确定该氧化物的化学式，题目中仅告诉我们两个条件：一个是该氧化物的质量1.6g，另一个是以沉淀（即CaCO3）3g，若能知道该氧化物中Fe元素或O元素的质量，根据“原子个数比＝质量比/相对原子质量之比”，该氧化物的化学式即可求得。根据题目中所设定的条件先求出O元素的质量：Fe2O3∵FexOy+yCO===yCO2+xFeY[CO2+Ca(OH)2=CaCO3↓+H2O]∴n(O)=n(CO)=n(CO2)=n(CaCO3)