铁、铜的获取及应用学案

高一化学必修1同步学案第1页共7页专题3第2单元铁、铜的获取及应用§3-2-1从自然界获取铁和铜【学海导航】1．了解铁、铜在自然界的主要存在形式和铁、铜的冶炼方法2．掌握高炉炼铁、湿法冶铜的原理，体会铁、铜的冶炼对人类文明的重要。重点：常见冶炼的原理、高炉炼铁的原理【主干知识】人类最早发现的应用最广泛的两大金属是、一、铁、铜的存在：铁、铜在自然界中主要以的形式存在。常见的铁矿有磁铁矿、赤铁矿，常见的铜铁矿有黄铜矿（CuFeS2）、孔雀石等。完成课本72页的交流与讨论生成铁的化学方程式生成铜的化学方程式、、、、二、铁的获取1．存在(1)含量：铁元素在地壳中的含量居第____位。(2)形态：主要以________形式存在，铁单质只有在______中存在。2．铁的冶炼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：①反应过程中发生的现象是；②气球的作用是。石灰水Fe2O3CO高一化学必修1同步学案第2页共7页工业炼铁(1)设备：____________。(2)原料：________、________、__________、__________等。(3)原理：高温下，用__________把铁从铁矿石中还原出来。(4)主要反应：①还原剂的生成：________________________，__________________。②铁矿石的还原：_______________________________________________________。③炉渣的形成：________________________________，____________。(5)铁合金：含C__________的为生铁，含C____________的为钢。三、铜的获取1．存在(1)形态：__________及少量单质。(2)常见铜矿石主要成分：黄铜矿__________、孔雀石__________________。2．冶炼(1)工业炼铜工业上用高温冶炼黄铜矿（）得到铜。由此冶炼得到的铜，其含量达到99.5%～99.7%。通过法精炼铜，同等含量可以达到99.95%～99.98%。我国西汉时的炼丹家刘安所著《淮南万毕术》中记载“曾青得铁，则化为铜。”铜盐遇到铁时，就有铜生成。实质就是我们现在所说的：铁和可溶性铜盐发生的置换反应。这一发现要比西方国家早1700多年。在宋朝时采用这一方法炼铜已有相当规模，每年炼铜500吨。这种炼铜方法在我国最早，是“湿法冶金”的先驱。黄铜矿――→高温含Ag、Au、Fe、Zn等杂质的粗铜――→电解精铜(2)生物炼铜(矿堆浸铜法)①原理：CuS――→细菌O2____________――→FeCu②特点：成本低、污染小，反应条件简单等。+O2=CO2CO2+C=2CO3CO+Fe2O3=2Fe+3CO2高一化学必修1同步学案第3页共7页知识点1从自然界获取铁和铜1．下列铁的化合物中，铁的质量分数最高的是()A．FeS2B．FeOC．Fe2O3D．Fe3O42．冶炼金属有下列方法：①焦炭法；②水煤气(或H2、CO)法；③活泼金属置换法；④电解法。相应的冶炼法古代有(Ⅰ)火烧孔雀石，(Ⅱ)湿法炼铜；现代有(Ⅲ)铝热法炼铁，(Ⅳ)从氯化镁中炼镁。以下对应冶炼方法中，错误的是()A．(Ⅰ)①B．(Ⅱ)②C．(Ⅲ)③D．(Ⅳ)④3．下列关于铁的叙述，错误的是()A．纯净的铁是光亮的银白色金属B．铁能被磁铁吸引，在磁场作用下，铁自身也能产生磁场C．铁是地壳中含量最多的金属元素，所以分布在地壳中的铁有游离态也有化合态D．纯铁的抗腐蚀能力强，在干燥空气中不易被氧化知识点2铁和铜的性质及应用4．下列化合物中，不可由两种单质直接化合得到的是()A．Fe3O4B．FeCl2C．Al2O3D．CuCl25．下列金属中：①铁；②镁；③锰；④钒；⑤铬，可用铝热法制备的是()A．①②④B．①②③⑤C．①③④⑤D．①②③④⑤6．在化学反应中，铜元素可表现0、＋1、＋2价。(1)在西汉古籍中曾有记载：曾青得铁则化为铜[即曾青(CuSO4)与铁反应就生成铜]。试写出该反应的化学方程式：________________________________________________________________________。(2)铜器表面有时生成铜绿[Cu2(OH)2CO3]，这层铜绿可用化学方法除去。试写出除去铜绿而不损坏器物的反应的化学方程式：_______________________________________。高一化学必修1同步学案第4页共7页§3-1-2铁、铜及其化合物的应用一、铜、铁及其化合物的性质及应用1．铁的性质(1)物理性质：________色有________光泽的固体，熔点____，具有良好的________性、________性、________性，可以被________吸引。(2)化学性质：①与非金属单质的反应(如Cl2、O2)：________________________________、____________________________________。②与稀盐酸、稀硫酸反应的离子方程式：___________________________________。③与某些盐的反应(如CuSO4溶液)：_______________________________________。④钝化：常温下，铁、铝遇到浓HNO3、浓H2SO4时，表面生成________________而发生________，从而阻止内部金属进一步发生反应。2、铁的氧化物、氢氧化物（1）．三种氧化物化学式FeOFe2O3Fe3O4俗名色态铁元素价态与盐酸反应生成的离子高一化学必修1同步学案第5页共7页（2）.两种氢氧化物Fe(OH)2Fe(OH)3色态与盐酸反应受热分解制法可溶性亚铁盐与碱溶液反应Fe2＋＋2OH－===Fe(OH)2↓可溶性铁盐与碱溶液反应__________________二者的关系在空气中，Fe(OH)2能够非常迅速地被氧气氧化成Fe(OH)3，现象是白色絮状沉淀迅速变成____色，最后变成红褐色，反应方程式为____________________________3．铜的性质(1)物理性质：________色固体，具有良好的________性、________性和________性。(2)化学性质：①与氯气、氧气的反应：________________________、2Cu＋O2=====△2CuO。②与AgNO3、FeCl3某些盐溶液的反应：__________________________________、_______4．铁、铜的应用(1)铁广泛应用于工、农业生产生活中，是维持生命的微量元素之一。(2)铁的化合物a、__________用作颜料；b、__________可作净水剂；c、__________作磁性材料。(3)铜可用于制作导线、水管、电器仪表等。(4)铜盐可杀菌。二、铁盐和亚铁盐1．Fe3＋的检验实验操作现象结论与应用溶液的颜色由______色变成______色含有Fe3＋的盐溶液遇到KSCN溶液时，变成______色，可以利用该特性检验Fe3＋的存在溶液的颜色____高一化学必修1同步学案第6页共7页2.Fe3＋的氧化性步骤(1)步骤(2)实验操作实验现象加适量铁粉振荡后，溶液变成______色，再加KSCN溶液__________再滴加新制氯水后，溶液变成____色离子方程式Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－Fe3＋＋3SCN－===Fe(SCN)33.Fe3＋和Fe2＋的转化Fe3＋遇到较强的______时，会被还原成Fe2＋，Fe2＋在较强的______的作用下会被氧化成Fe3＋。转化类型实验方案实验现象化学方程式Fe2+→Fe3+Fe3+→Fe2+高一化学必修1同步学案第7页共7页知识点1铁的氧化物1．下列物质的性质和用途错误的是()A．氧化铁是一种红棕色粉末，常用于制油漆和涂料B．氧化铝是一种耐火材料，常用于制造耐火坩埚和耐火砖C．氧化铜呈红色，可作为制造陶瓷的红色颜料D．明矾可作净水剂知识点2铁的氢氧化物2．某溶液中有Fe3＋、Mg2＋、Fe2＋和Al3＋四种阳离子，若向其中加入过量的氢氧化钠溶液，搅拌后，再加入过量的盐酸，溶液中大量减少的阳离子是()A．Fe3＋B．Mg2＋C．Fe2＋D．Al3＋知识点3铁盐和亚铁盐3．下列关于Fe2＋和Fe3＋的叙述中，错误的是()A．Fe2＋的水溶液为浅绿色B．Fe3＋的水溶液为棕黄色C．Fe3＋具有氧化性，Fe2＋既具有氧化性又具有还原性D．Fe3＋溶液中滴入含SCN－的溶液，立即出现血红色沉淀知识点4Fe3＋和Fe2＋的转化4．要证明某溶液中不含Fe3＋，而可能含Fe2＋，进行如下实验操作时，最佳顺序是()①加足量新制氯水②加足量KMnO4溶液③加少量KSCN溶液A．①②B．③②C．③①D．①②③知识点5Fe3＋的氧化性5．印刷铜制线路板的“腐蚀液”为FeCl3溶液。已知铜、铁均能与FeCl3溶液反应，反应方程式分别为Cu＋2FeCl3===2FeCl2＋CuCl2，Fe＋2FeCl3===3FeCl2。现将一铜、铁混合粉末加入到盛有FeCl3溶液的烧杯中，充分反应后烧杯中仍有少量固体，关于烧杯中物质组成的说法正确的是()A．溶液中一定含FeCl3，固体一定是铁和铜B．溶液中一定含FeCl2，固体一定含铜C．溶液中一定含FeCl2、CuCl2，固体一定含铜D．溶液中一定含FeCl2，固体一定是铁和铜知识点6铜的化合物及其应用6．试样X由FeO和CuO组成。取质量相等的两份试样按下图所示流程进行实验。(1)请写出步骤③中发生的全部反应的离子方程式：________________________________。(2)若全部的溶液Y和全部的粉末Z充分反应后，生成的不溶物W的质量是m，则每份试样中CuO的质量为__________________(用m表示)。