高中化學(xué) 專題3 從礦物到基礎(chǔ)材料 第2單元 鐵獲取及應(yīng)用學(xué)案 蘇教版必修1

1、第二單元鐵獲取及應(yīng)用(銅的獲取及應(yīng)用新課程標(biāo)準(zhǔn)不作要求，略)學(xué)習(xí)目標(biāo)：1.了解從自然界中提取鐵的方法和原理及常見(jiàn)金屬的冶煉方法。2.了解鐵的主要性質(zhì)及應(yīng)用。(重點(diǎn))3.理解fe、fe2、fe3的相互轉(zhuǎn)化及應(yīng)用。(重難點(diǎn))4.掌握f(shuō)e2、fe3的檢驗(yàn)方法。(重點(diǎn))自 主 預(yù) 習(xí)·探 新 知1鐵的存在形式(1)鐵和銅在自然界中主要以化合態(tài)的形式存在。常見(jiàn)的鐵礦有磁鐵礦(主要成分為fe3o4)、赤鐵礦(主要成分為fe2o3)、黃鐵礦(主要成分為fes2)、菱鐵礦(主要成分為feco3)等。(2)人們最早利用的單質(zhì)鐵均直接來(lái)自自然界。單質(zhì)只存在于從天而降的隕鐵中，所以古代人稱鐵為“天石”。2

2、鐵的冶煉(1)鐵的冶煉原理：高溫下用還原劑將化合態(tài)的鐵還原為游離態(tài)的鐵。設(shè)備：煉鐵高爐，如圖所示。原料：鐵礦石、焦炭、空氣和石灰石。冶煉過(guò)程。 (2)金屬冶煉的方法原理：把金屬?gòu)幕蠎B(tài)變?yōu)橛坞x態(tài)的過(guò)程。常用方法有高溫還原法、電解法和濕法冶金等。3鐵及其化合物的性質(zhì)及應(yīng)用(1)鐵的性質(zhì)鐵呈銀白色，有金屬光澤，可被磁鐵吸引，是電和熱的良導(dǎo)體。 (2)fe3的檢驗(yàn)試劑為硫氰化鉀(kscn)溶液。操作現(xiàn)象：加入kscn溶液，溶液變成血紅色。反應(yīng)式：fe33scn=fe(scn)3。(3)fe2與fe3的相互轉(zhuǎn)化(寫(xiě)出離子方程式)fecl2溶液加氯水：2fe2cl2=2fe32cl。fecl3溶液中加入

3、fe、cu：2fe3fe=3fe2、2fe3cu=2fe2cu2。除雜、除去廢水中的fe2的方案：廢水中先加氧化劑把fe2氧化為fe3，然后再調(diào)節(jié)ph使fe3轉(zhuǎn)化為fe(oh)3沉淀析出?；A(chǔ)自測(cè)1判斷正誤(正確的打“”，錯(cuò)誤的打“×”)(1)自然界中不存在游離態(tài)的鐵、銅。()(2)赤鐵礦的主要成分為fe2o3。()(3)高爐煉鐵的主要原料為鐵礦石、焦炭、空氣和石灰石等。()(4)高爐煉鐵的反應(yīng)中涉及置換反應(yīng)。()(5)鐵、銅遇到稀h2so4均可以反應(yīng)。()(6)fe3和fe2可以用kscn鑒別。()(7)cu與fe3反應(yīng)屬于置換反應(yīng)。()【答案】(1)×(2)(3)

4、15;(4)×(5)×(6)(7)×2(1)在試管中加入棕黃色的氯化鐵溶液，再加入氫氧化鈉溶液，觀察到的現(xiàn)象是_，反應(yīng)的離子方程式是_。(2)將fecl3溶液滴到印刷電路板上，反應(yīng)的離子方程式為_(kāi)?！敬鸢浮?1)生成紅褐色沉淀fe33oh=fe(oh)3(2)2fe3cu=2fe2cu2合 作 探 究·攻 重 難金屬的冶煉方法思考交流(1)寫(xiě)出用co、al還原fe2o3得到fe的化學(xué)方程式。【提示】3cofe2o32fe3co22alfe2o32feal2o3。(2)濕法煉cu是將fe投入cuso4溶液中，寫(xiě)出離子方程式?！咎崾尽縡ecu2=cufe2。

5、(3)電解熔融al2o3、nacl制al和na，寫(xiě)出化學(xué)方程式?！咎崾尽?al2o3(熔融)4al3o22nacl(熔融)2nacl2。(4)ag2o不穩(wěn)定，受熱分解制ag，寫(xiě)出化學(xué)方程式?！咎崾尽?ag2o4ago2。金屬冶煉的一般方法(1)電解法：適合冶煉金屬活動(dòng)性較強(qiáng)的金屬(一般為金屬活動(dòng)性順序表中鋁及鋁前面的金屬)。(2)還原劑法：用還原劑(co、c、h2、al等)還原金屬氧化物，適合冶煉金屬活動(dòng)性順序表中zn到cu之間的大多數(shù)金屬。(3)熱分解法：適合于冶煉金屬活動(dòng)性較差的金屬。如hg、ag等。(4)在工業(yè)上還有一種冶煉方法叫作濕法冶煉，即利用活潑金屬把不活潑金屬?gòu)乃柠}溶液中置換出

6、來(lái)。對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練1下列關(guān)于金屬冶煉的說(shuō)法正確的是 ()a金屬冶煉的本質(zhì)是將化合態(tài)金屬還原為游離態(tài)，冶煉方法由金屬的活動(dòng)性決定bcu的濕法冶煉是將金屬鈉投入到cuso4溶液中，從而置換出銅cfe通常采用熱還原法冶煉，加入石灰石的目的是除去過(guò)量的碳d由于al的活動(dòng)性強(qiáng)，故工業(yè)上采用電解熔融氯化鋁的方法生產(chǎn)鋁ab項(xiàng)，na與鹽溶液反應(yīng)時(shí)，na與h2o先反應(yīng)，不能置換出cu；c項(xiàng)，石灰石是造渣除去sio2；d項(xiàng)，alcl3熔化不電離、不導(dǎo)電，不能電解熔融alcl3制取al。2冶煉金屬常用以下幾種方法：以c或co、h2作還原劑還原；電解法；熱分解法；鋁熱反應(yīng)。現(xiàn)有下列金屬：al、mg、cu、hg，試標(biāo)明適宜的

7、冶煉方法。al_；mg_；cu_；hg_?！窘馕觥縨gcl2mgcl2；2al2o34al3o2；cuococuco2；2hgo2hgo2?！敬鸢浮縡e、fe2、fe3的轉(zhuǎn)化及fe2、fe3的檢驗(yàn)思考交流(1)fefe2的常見(jiàn)試劑有哪些？【提示】h、cu2、fe3等。(2)fefe3的常見(jiàn)試劑有哪些？【提示】cl2、hno3等。(3)fe2fe3的常見(jiàn)試劑有哪些？【提示】cl2、o2、h2o2、clo等。(4)fe3fe2的常見(jiàn)試劑有哪些？【提示】i、s2、cu、fe等。(5)證明溶液中含有fe3的方法有哪些？指出所用試劑?！咎崾尽糠?：顯色法，加kscn溶液，溶液顯紅色。法2：沉淀法，加na

8、oh溶液，有紅褐色沉淀。(1)fe2、fe3、fe之間的相互轉(zhuǎn)化關(guān)系fe只具有還原性?？杀蝗跹趸瘎?h、s、i2、cu2、fe3等)氧化成fe2，被強(qiáng)氧化劑(cl2、br2、o2、hno3等)氧化成fe3。fe2既有氧化性又有還原性?？杀粡?qiáng)氧化劑cl2、o2、br2、h2o2、hno3、濃h2so4、kmno4(h)等氧化為fe3；可被還原劑(al、zn、co、c等)還原為fe。fe3一般只具有氧化性，可被還原劑(fe、cu等)還原為fe2，被強(qiáng)還原劑(al、zn、co等)還原為fe。(2)fe2、fe3的檢驗(yàn)方法fe3檢驗(yàn)：取少量溶液于試管中，滴加kscn溶液，溶液變成血紅色。fe2檢驗(yàn)：取

9、少量溶液于試管中，滴加kscn溶液，溶液不變色，再滴加氯水或雙氧水，溶液變成血紅色。含fe2和fe3的溶液中檢驗(yàn)fe2，取少量溶液于試管中，滴加酸性kmno4溶液，溶液紫色褪去，證明溶液中含有fe2。提醒：fe(scn)3不是沉淀，溶液中fe3遇scn的現(xiàn)象是溶液變成血紅色而不是血紅色沉淀。fe2為淺綠色，fe3為棕黃色。對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練3把鐵粉、銅粉置于fecl3溶液中，充分反應(yīng)后加入kscn不顯紅色，下列情況不能成立的是()a鐵不剩余，cu剩余b鐵、銅均剩余c鐵剩余，含cu2 d銅剩余，含fe2c最后溶液中無(wú)fe3，可能情況有：fe、cu全剩余；fe反應(yīng)完，cu剩余；fe、cu全反應(yīng)完。4下列物質(zhì)

10、反應(yīng)后一定有fe3生成的是 ()過(guò)量的fe與cl2反應(yīng)fe與過(guò)量稀硫酸反應(yīng)fecl2溶液中通入少量cl2fe和fe2o3的混合物溶于鹽酸中a只有 b只有c只有 d全部【答案】b5向某溶液中加入含fe2的溶液后，無(wú)明顯變化，當(dāng)再滴加幾滴新制氯水后，混合液變成血紅色，則下列結(jié)論中正確的是()a該溶液中一定含有kscnb氧化性：fe3cl2cfe2與scn不能形成血紅色物質(zhì)dfe2被氯水還原為fe3c與fe3形成血紅色溶液的只有scn，因此該溶液中一定含有scn，但不一定是kscn，也可能是nh4scn，a項(xiàng)錯(cuò)誤；根據(jù)反應(yīng)cl22fe2=2cl2fe3，由于氧化劑的氧化性氧化產(chǎn)物的氧化性，所以氧化性

11、：cl2fe3，b項(xiàng)錯(cuò)誤；d項(xiàng)錯(cuò)在“還原”，應(yīng)該是fe2被氯水氧化為fe3。當(dāng) 堂 達(dá) 標(biāo)·固 雙 基1下列說(shuō)法正確的是()a高爐煉鐵用于還原氧化鐵的還原劑是焦炭b煉鐵時(shí)，加入石灰石的作用是促進(jìn)氧化鐵的還原c我國(guó)最先應(yīng)用的金屬是銅d用于電氣工業(yè)的純銅是由黃銅礦冶煉直接得到的ca項(xiàng)，還原劑是co不是焦炭；b項(xiàng)，石灰石作熔劑，形成爐渣；d項(xiàng)，直接得到的是粗銅。2為了除去硫酸銅溶液中含有的fe2雜質(zhì)，先加入合適的氧化劑使fe2氧化為fe3，下列物質(zhì)中最好選用()ah2o2溶液bkmno4溶液c氯水 dhno3溶液a除雜過(guò)程中不能引入新的雜質(zhì)，故選h2o2。3能與fe3反應(yīng)，且能證明fe3具

12、有氧化性的是()scnfefe2cuznoha bc dbfe3表現(xiàn)氧化性的反應(yīng)是與還原劑反應(yīng)如fe、cu、zn等。4要證明某溶液不含fe3而可能含有fe2。進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn)操作時(shí)的最佳順序是()加入足量氯水加入足量的酸性kmno4溶液加入少量kscn溶液a bc dc先用kscn檢驗(yàn)fe3，然后加氧化劑氧化可能含有的fe2，確定fe2的存在，酸性kmno4溶液的顏色為紫色干擾紅色。5已知al、cu、hg三種金屬分別用如下方法冶煉：2al2o3(熔融)4al3o2 h2cuocuh2o2hgo2hgo2(1)分析以上信息，可總結(jié)出金屬的冶煉方法與其金屬性強(qiáng)弱之間的關(guān)系是_。(2)利用(1)中的結(jié)論

13、，并結(jié)合題目信息，寫(xiě)出工業(yè)上用cacl2冶煉金屬鈣的化學(xué)方程式：_。(3)在某些特殊環(huán)境下，往往用鋁熱反應(yīng)來(lái)冶煉一些難熔金屬，請(qǐng)寫(xiě)出據(jù)此法用mno2冶煉金屬錳的化學(xué)方程式：_?！窘馕觥?1)金屬的冶煉方法與金屬在自然界中的存在狀態(tài)、金屬活潑性有關(guān)。一般來(lái)說(shuō)，非常活潑的金屬一般采用電解法冶煉(如k、ca、na、mg、al等)，中等活潑的金屬一般用熱還原法冶煉(如zn、fe、sn、pb、cu等)，不活潑的金屬一般用熱分解法冶煉(如hg等)。(2)ca是非常活潑的金屬，工業(yè)上用電解熔融cacl2的方法冶煉。(3)金屬鋁和mno2發(fā)生置換反應(yīng)生成單質(zhì)錳和氧化鋁?！敬鸢浮?1)非?；顫姷慕饘僖话悴捎秒娊夥ㄒ睙?，中等活潑的金屬一般采用熱還原法冶煉，不活潑的金屬一般采用熱分解法冶煉(2)cacl2(熔融)cacl2(3)4