化學(xué)必修一專(zhuān)題3第二單元鐵銅的獲取及應(yīng)用1鐵銅的制備方法（學(xué)案）

高中化學(xué)鐵、銅的制備方法一、考點(diǎn)突破學(xué)問(wèn)點(diǎn)考綱要求題型說(shuō)明鐵、銅的存在鐵、銅的冶煉1.了解鐵、銅元素在自然界中的存在形態(tài)；2.把握工業(yè)煉鐵的原理；3.了解工業(yè)煉銅的方法選擇題學(xué)會(huì)從個(gè)別到一般的歸納方法，了解金屬冶煉的常用方法。二、重難點(diǎn)提示重點(diǎn)：工業(yè)煉鐵的原料、原理、設(shè)備、工藝流程與產(chǎn)物。難點(diǎn)：煉鐵工藝流程及方程式的書(shū)寫(xiě)?？键c(diǎn)一：自然界中的鐵與銅〔1〕游離態(tài)：〔2〕化合態(tài)——礦石：礦石磁鐵礦赤鐵礦黃銅礦孔雀石主要成分Fe3O4Fe2O3CuFeS2CuCO3·Cu〔OH〕2考點(diǎn)二：鐵的冶煉1.設(shè)備及原料設(shè)備：煉鐵高爐。原料：鐵礦石、焦炭、空氣、石灰石?！局匾崾尽俊?〕工業(yè)煉鐵時(shí)，焦炭的作用：①為反響供應(yīng)能量；②供應(yīng)反響所需的復(fù)原劑〔CO〕?！?〕石灰石的作用是：除去礦石中的SiO2，生成爐渣。2.反響原理利用氧化復(fù)原反響，在高溫下，用復(fù)原劑把鐵從鐵礦石中復(fù)原出來(lái)。3.主要反響的化學(xué)方程式〔1〕復(fù)原劑的生成：C＋O2CO2，C＋CO22CO。思索：復(fù)原鐵的氧化物能否直接用焦炭？答案：不能。由于焦炭為固體，與鐵礦石的接觸面積很有限，很難充分反響，而CO氣體與鐵礦石的接觸面積很大，提高了反響速率和原料利用率?！?〕鐵礦石的復(fù)原：Fe2O3＋3CO2Fe＋3CO2?！?〕爐渣的形成：①CaCO3CaO＋CO2，②CaO＋SiO2CaSiO3。留意：爐渣的密度比鐵水小，故浮在鐵水上面，別離可得鐵水。4.鐵合金：直接冶煉的鐵含碳量為2%～4.5%，稱(chēng)為生鐵；生鐵還要進(jìn)一步冶煉去碳，制得含碳量<2%的鐵，稱(chēng)為鋼?？键c(diǎn)三：銅的冶煉1.工業(yè)煉銅工業(yè)上采納高溫冶煉黃銅礦〔主要成分為CuFeS2〕的方法得到銅，主要過(guò)程可表示為：黃銅礦冰銅→含Ag、Au、Fe、Zn等雜質(zhì)的粗銅→精銅這樣得到的銅純度最高為99.7%，通過(guò)電解精煉可得到更純的銅〔99.95%～99.98%〕。2.生物煉銅〔礦堆浸銅法〕〔1〕原理：CuSCuSO4Cu。思索：我國(guó)古代冶金有“曾青〔CuSO4〕得鐵化為銅〞之說(shuō)，你認(rèn)為發(fā)生的是什么反響？答案：CuSO4＋FeFeSO4＋Cu?！?〕特點(diǎn)：本錢(qián)低、污染小、反響條件簡(jiǎn)潔等。【隨堂練習(xí)】以下說(shuō)法不正確的選項(xiàng)是〔〕A.有些活潑金屬如鋁可作復(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.回收舊金屬可以重新制成金屬或它們的化合物答案：C思路分析：鋁可以作復(fù)原劑冶煉一些高熔點(diǎn)的金屬；金屬鈉用電解熔融的NaCl的方法制??；鋁是活潑金屬，很難用復(fù)原劑把它復(fù)原出來(lái)；回收舊金屬可以重新制成金屬或它們的化合物。例題1以下關(guān)于高爐煉鐵生產(chǎn)的說(shuō)法中，正確的選項(xiàng)是〔〕A.焦炭和一氧化碳都是復(fù)原劑B.采納富氧空氣可以得到純鐵C.加石灰石的目的主要是為了得到CO2D.用于冶煉生鐵的礦石主要有磁鐵礦、赤鐵礦和黃鐵礦思路分析：高爐煉鐵的生產(chǎn)中，焦炭燃燒生成二氧化碳，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燃燒，B不正確；加石灰石的目的主要是為了造渣，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。答案：A例題2〔上海高考〕高爐煉鐵過(guò)程中，既被氧化又被復(fù)原的元素是〔〕A.鐵 B.氮 C.氧 D.碳思路分析：高爐煉鐵過(guò)程中，碳與氧氣反響生成二氧化碳，碳元素被氧化，二氧化碳在高溫下與碳反響生成一氧化碳，二氧化碳中的碳元素被復(fù)原。答案：D例題3古代的“藥金〞外觀(guān)與黃金相像，常被誤認(rèn)為黃金。它的冶煉方法是將ZnCO3、赤銅〔Cu2O〕和木炭混合加熱到800℃，得到金光閃閃的“藥金〞，那么藥金的主要成分是________，有關(guān)的化學(xué)方程式為_(kāi)______________________________________________思路分析：碳酸鋅高溫下分解生成氧化鋅，而氧化物與木炭在高溫下反響置換出金屬銅和鋅，故藥金的主要成分是鋅和銅。答案：Zn、CuZnCO3ZnO＋CO2↑，C＋2Cu2O4Cu＋CO2↑，C＋2ZnO2Zn＋CO2↑【方法提煉】金屬冶煉的方法總結(jié)1.金屬冶煉的一般方法〔1〕金屬冶煉方法的選擇與金屬的活潑性有關(guān)。金屬的活動(dòng)性挨次K、Ca、Na、Mg、AlZn、Fe、Sn、Pb、〔H〕、CuHg、AgPt、Au金屬原子失電子力量強(qiáng)→弱金屬離子得電子力量弱→強(qiáng)主要冶煉方法電解法熱復(fù)原法熱分解法富集法復(fù)原劑或特別措施強(qiáng)大電流供應(yīng)電子H2、CO、C、Al等加熱加熱物理方法或化學(xué)方法〔2〕各種冶煉方法例如：①熱分解法：對(duì)一些不活潑的金屬，可以直接用加熱使礦物分解的方法從其化合物中復(fù)原出來(lái)，如金屬汞、銀的制取。②熱復(fù)原法：在金屬活動(dòng)性挨次表中，處于鋅和銅之間的大局部金屬，通常是通過(guò)在高溫下用復(fù)原劑〔常用復(fù)原劑有C、H2、CO和活潑金屬鋁等〕將金屬?gòu)钠浠衔镏袕?fù)原出來(lái)，這種方法叫熱復(fù)原法。③電解法：對(duì)于一些極活潑金屬〔如金屬鈉等〕使用一般的復(fù)原劑很難將它們復(fù)原出來(lái)，工業(yè)上常采納電解熔融態(tài)的鹽、金屬氧化物等方法進(jìn)行冶煉。=4\*GB3④活潑性很差的金屬，性質(zhì)很穩(wěn)定，在自然界中主要以單質(zhì)的形式存在，所以這樣的金屬在冶煉時(shí)主要用物理法，如金、鉑。2.金屬冶煉的一般步驟〔1〕第一步：礦物的富集。目的是除去