高中化學(xué)專題3第二單元第一課時(shí)從自然界獲取鐵和銅(含解析)高一化學(xué)教案

從自然界獲取鐵和銅1．怎樣制取金屬Na、Mg、Al？寫(xiě)出反響的化學(xué)方程式。通電＋Cl2↑，MgCl2通電提示：2NaCl=====2Na=====Mg＋Cl2↑，通電＋3O↑232冰晶石2．以Na、Al為復(fù)原劑可置換哪些金屬？寫(xiě)出反響的化學(xué)方程式。提示：Ti、Fe，TiCl4＋4Na700～800℃,Ti＋4NaCl＋高溫＋Fe2O32Al=====2FeAl2O33．能復(fù)原金屬氧化物的常有復(fù)原劑有哪些？寫(xiě)出CO分別與Fe2O3、CuO反響的化學(xué)方程式。高溫△提示：C、CO、H2、Al等，F(xiàn)e2O3＋3CO=====2Fe＋3CO2，CuO＋CO=====Cu＋CO2↑[新知研究]研究鐵、銅在自然界中的存在形式及鐵、銅礦石的成分鐵和銅在自然界中主要以化合態(tài)的形式存在：①常有的鐵礦有磁鐵礦(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常有的銅礦有孔雀石[主要成分為CuCO3·Cu(OH)2]、黃銅礦(主要成分為CuFeS2)等。人們最早利用的單質(zhì)鐵和單質(zhì)銅均直接來(lái)自于自然界。所不一樣的是鐵單質(zhì)只存在于突如其來(lái)的隕鐵中，所以古代人稱鐵為“天石”，而銅則來(lái)自于地球上自然存在的少許單質(zhì)銅。[成功體驗(yàn)]1．以下物質(zhì)中，含銅元素的是( )A．天石

B．孔雀石

C．赤鐵礦

D．石灰石分析：選

B

孔雀石的主要成分為

CuCO3·Cu(OH)2。[新知研究]研究1鐵的冶煉需要的原料和設(shè)施原料：鐵礦石、焦炭、空氣、石灰石。設(shè)施：煉鐵高爐。研究2鐵的冶煉過(guò)程中的主要反響，寫(xiě)出以下反響的化學(xué)方程式(1)復(fù)原劑的生成：點(diǎn)燃高溫C＋O=====CO，C＋CO=====2CO；222高溫(2)鐵礦石的復(fù)原：Fe2O3＋3CO=====2Fe＋3CO2；高溫高溫。(3)爐渣的形成：CaCO3=====CaO＋CO2↑，CaO＋SiO2=====CaSiO3研究3工業(yè)上精銅的獲取工業(yè)上采納高溫冶煉黃銅礦(主要成分為CuFeS)的方法獲取2銅，主要過(guò)程可表示為：復(fù)原劑電解精華黃銅礦――→冰銅―→粗銅――→精銅高溫研究4生物煉銅的特色細(xì)菌Fe(1)原理：CuS――→CuSO――→Cu。O24(2)特色：成本低、污染小、反響條件簡(jiǎn)單等。[必記結(jié)論]除金等極不開(kāi)朗的金屬外，大部分金屬以化合態(tài)形式存在于各樣金屬礦物中，且金屬元素均顯正化合價(jià)。金屬冶煉的實(shí)質(zhì)是使礦石中的高價(jià)金屬被復(fù)原為金屬單質(zhì)，應(yīng)用比許多的是熱復(fù)原法，常用復(fù)原劑有C、CO、H2、Al及Na等。煉鋼時(shí)，是使用氧化手段，使生鐵中過(guò)多的碳等雜質(zhì)經(jīng)氧化而除掉，即鋼的冶煉原理與一般金屬的冶煉原理不一樣。金屬冶煉的一般步驟①第一步：礦物的富集。目的是除掉雜質(zhì)，提升礦物中實(shí)用成分的含量。②第二步：金屬的冶煉。利用氧化復(fù)原反響的原理，在必定條件下，用復(fù)原劑把金屬礦物中的金屬離子復(fù)原為金屬單質(zhì)的過(guò)程。③第三步：金屬的精華。采納適合的方法提煉出純金屬。如我們可用電解的方法提煉金屬銅等。[成功體驗(yàn)]2．下表中金屬的冶煉原理與方法不完整正確的選項(xiàng)是( )選項(xiàng)冶煉原理方法A加熱↑熱分解法2HgO=====2Hg＋O2B2Al23通電2電解法O(熔融)=====4Al＋3O↑冰晶石C高溫?zé)岱纸夥–u2S＋O2=====2Cu＋SO2D2高溫23熱復(fù)原法3FeO＋2Al=====2Fe＋AlO分析：選CA、B、D項(xiàng)正確，C項(xiàng)的反響中有O2參加反響，此反響不屬于分解反響，所以相應(yīng)的冶煉方法也不屬于熱分解法。3．(好題共享·選自人教版教材P94·T9)孔雀石的主要成份為CuCO3·Cu(OH)2。某同學(xué)設(shè)計(jì)從孔雀石中冶煉銅的方案以下：①將孔雀石粉碎后加過(guò)度的稀硫酸；②將反響后的混淆物過(guò)濾；③向?yàn)V液中加入一種金屬粉末。依據(jù)上述實(shí)驗(yàn)方案，試回答：(1)第①步反響中可察看到的現(xiàn)象是________。第③步加入的金屬粉末能夠是________。說(shuō)明原因：________________________________________________________________________。設(shè)計(jì)從濾液中獲取銅的此外一種方案。________________________________________________________________________。答案：(1)孔雀石漸漸溶解，溶液由無(wú)色漸漸變?yōu)樗{(lán)色，溶液中有氣泡產(chǎn)生鐵由于鐵比銅開(kāi)朗，可將銅從其鹽溶液中置換出來(lái)電解法———————————————[重點(diǎn)語(yǔ)句小結(jié)]————————————————1．常有的鐵礦有磁鐵礦(Fe3O4)、赤鐵礦(Fe2O3)等，常有的銅礦有黃銅礦(CuFeS2)、孔雀石[CuCO3·Cu(OH)2]等。2．工業(yè)上鐵的冶煉是在煉鐵高爐中進(jìn)行的，原料有鐵礦石、焦炭、空氣、石灰石等。有關(guān)方程式：點(diǎn)燃高溫C＋O2=====CO、CO＋C=====222CO，高溫高溫3CO＋Fe2O3=====2Fe＋3CO2，CaCO3=====CaO＋CO2↑，高溫CaO＋SiO2=====CaSiO3。3．工業(yè)上主要采納高溫冶煉黃銅礦(CuFeS2)的方法獲取粗銅后經(jīng)過(guò)電解精華獲取精銅。金屬冶煉方法的選擇與金屬的開(kāi)朗性有關(guān)各樣冶煉方法示例①熱分解法：合用于金屬活動(dòng)性次序中很不開(kāi)朗的金屬，如△2HgO=====2Hg＋O2↑，△2Ag2O=====4Ag＋O2↑。②熱復(fù)原法：合用于金屬活動(dòng)性次序中處于中間或金屬活動(dòng)性與之相當(dāng)?shù)慕饘佟３Ｓ脧?fù)原劑有焦炭、CO、H2、Al等，如：高溫Fe2O3＋3CO=====2Fe＋3CO2，WO3＋

高溫3H2=====W＋

3H2O，高溫Cr2O3＋2Al=====2Cr＋Al

。2O3③電解法：合用于開(kāi)朗金屬，電解熔融鹽或氧化物，也能夠用于銅、銀等金屬的精華，如：2Al

通電2O3=====4Al

＋3O2↑，通電2NaCl=====2Na＋Cl2↑。[

例

]

已知

Al、Cu、Hg三種金屬分別用以下方法冶煉：2Al

2O3(

通電△熔融)=====4Al＋3O2↑，H2＋CuO=====Cu＋

△H2O,2HgO=====2Hg＋O2↑。剖析以上信息，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，并聯(lián)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________________________________________________________________________________________________________________________________________________。在某些特別環(huán)境下，常常用鋁熱反響來(lái)冶煉一些難熔金屬，請(qǐng)據(jù)此法寫(xiě)出用MnO2冶煉金屬錳的化學(xué)方程式：________________________________________________。分析：(1)金屬的冶煉方法與金屬在自然界中的存在狀態(tài)、金屬開(kāi)朗性有關(guān)。一般來(lái)說(shuō)，特別開(kāi)朗的金屬一般采納電解法冶煉(如K、Ca、Na、Mg、Al等)，中等開(kāi)朗的金屬一般用熱復(fù)原法冶煉(如Zn、Fe、Sn、Pb、Cu等)，不開(kāi)朗的金屬一般用熱分解法冶煉(如Hg、Ag等)。(2)Ca是特別開(kāi)朗的金屬，工業(yè)上用電解熔融CaCl2的方法冶煉。金屬鋁和MnO2發(fā)生置換反響生成單質(zhì)錳和氧化鋁。答案：(1)特別開(kāi)朗的金屬一般采納電解法冶煉，中等開(kāi)朗的金屬一般采納熱復(fù)原法冶煉，不開(kāi)朗的金屬一般采納熱分解法冶煉通電(2)CaCl2(熔融)=====Ca＋Cl2↑高溫(3)4Al＋3MnO2=====2Al2O3＋3Mn金屬冶煉方法的選擇一般由金屬活動(dòng)次序表確立。而金屬的精煉多利用電解法提升純度。以下說(shuō)法不正確的選項(xiàng)是( )A．有些開(kāi)朗金屬如鋁可作復(fù)原劑法的復(fù)原劑B．用電解熔融的NaCl的方法來(lái)冶煉金屬鈉C．可用焦炭或一氧化碳復(fù)原氧化鋁的方法來(lái)冶煉鋁D．回收舊金屬能夠從頭制成金屬或它們的化合物分析：選C鋁能夠作復(fù)原劑冶煉一些高熔點(diǎn)的金屬，如2Al高溫NaCl的方法制?。唬獸e2O3=====2Fe＋Al2O；金屬鈉用電解熔融的3鋁是開(kāi)朗金屬，很難用復(fù)原劑把它復(fù)原出來(lái)；回收舊金屬能夠從頭制成金屬或它們的化合物。[講堂雙基落實(shí)]1．以下說(shuō)法中，不正確的選項(xiàng)是( )A．金屬的冶煉，就是利用氧化復(fù)原反響原理，在必定條件下將金屬?gòu)钠浠衔镏袕?fù)原出來(lái)B．冶煉金屬時(shí)，一定加入一種物質(zhì)作為復(fù)原劑C．金屬由化合態(tài)變?yōu)橛坞x態(tài)，都是被復(fù)原D．金屬單質(zhì)被發(fā)現(xiàn)和應(yīng)用得越早，其活動(dòng)性一般越弱分析：選B由金屬冶煉的方法可知，金屬冶煉時(shí)，除用熱還原法外，還可用電解法、熱分解法，后兩種方法不用加入復(fù)原劑，不正確。2．以下金屬冶煉的反響原理，錯(cuò)誤的選項(xiàng)是( )通電A．2NaCl(熔融)=====2Na＋Cl2↑△B．MgO＋H2=====Mg＋H2O△C．Fe3O4＋4CO=====3Fe＋4CO2△D．2HgO=====2Hg＋O2↑分析：選B金屬的冶煉應(yīng)當(dāng)依照金屬在金屬活動(dòng)性次序中所處的范圍選擇適合的方法進(jìn)行冶煉。鎂為開(kāi)朗金屬，其活動(dòng)性比H2強(qiáng)，不可以用熱復(fù)原法進(jìn)行冶煉，而應(yīng)當(dāng)用電解法進(jìn)行冶煉。3．高爐煉鐵的生產(chǎn)中，以下說(shuō)法正確的選項(xiàng)是( )A．焦炭和一氧化碳都是復(fù)原劑B．采納富氧空氣能夠獲取純鐵C．加石灰石的目的主假如為了獲取CO2D．用于冶煉生鐵的礦石主要有磁鐵礦、赤鐵礦和黃鐵礦分析：選A高爐煉鐵的生產(chǎn)中，焦炭焚燒生成二氧化碳，二氧化碳再和焦炭反響生成一氧化碳，一氧化碳復(fù)原鐵的氧化物，這些反響中焦炭和一氧化碳是復(fù)原劑，A正確；采納富氧空氣是為了焦炭能充分焚燒，B不正確；加石灰石的目的主假如為了造渣，C不正確；黃鐵礦中鐵的含量低，一般不用于冶煉生鐵，D不正確。4．我國(guó)古代曾用火燒孔雀石和焦炭混淆物的方法煉銅。孔雀石的主要成分是CuCO3·Cu(OH)2，這類冶煉銅的方法是( )A．焦炭復(fù)原法B．濕法煉銅C．鋁熱復(fù)原法D．電解冶煉法分析：選A孔雀石受熱發(fā)生疏解反響生成了氧化銅、CO2和H2O，生成的氧化銅被混淆物中的焦炭復(fù)原而生成了銅。固然也可用鋁熱法復(fù)原，但在此題中不是此法。5．鐵是地殼中含量很豐富的元素，也是生物體所必要的元素。自然界中鐵礦石主要有赤鐵礦(主要成分為Fe2O3)和磁鐵礦。金屬鐵是在高爐中冶煉的，高爐煉鐵除了加入鐵礦石外，還需加入焦炭和石灰石，石灰石能除掉鐵礦中的二氧化硅。請(qǐng)?zhí)羁眨簩?xiě)出赤鐵礦被復(fù)原成鐵的化學(xué)方程式：________________________________________________________________________。寫(xiě)出焦炭起復(fù)原作用前在高爐中參加反響的兩個(gè)化學(xué)方程式：__________________、_______________。寫(xiě)出碳酸鈣參加反響的化學(xué)方程式：________________________________________________________________________。高溫分析：赤鐵礦被復(fù)原成鐵的化學(xué)方程式為