2019高中化学 专题4第一单元第1课时 从自然界中获取铁和铜学案 苏教版必修1.doc
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1、- 1 -第第 1 1 课时课时 从自然界中获取铁和铜从自然界中获取铁和铜学习目标定位 1.了解自然界铁、铜的存在形式,熟知铁的冶炼原理和方法,会写有关的化学方程式。2.了解金属冶炼的一般方法和原理。一、铁、铜的存在形式1铁的存在形式(1)铁元素在自然界中,主要以化合态的形式存在。(2)常见的铁矿有磁铁矿(主要成分为 Fe3O4)、赤铁矿(主要成分为 Fe2O3)、黄铁矿(主要成分为 FeS2)、菱铁矿(主要成分为 FeCO3)等。(3)人们最早利用的单质铁直接来自于自然界。铁单质只存在于从天而降的陨铁中,所以古代人称铁为“天石” 。2铜的存在形式(1)常见的铜矿有黄铜矿(主要成分为 CuFe
2、S2)、孔雀石主要成分为 CuCO3Cu(OH)2等。(2)人们最早利用的单质铜来自于地球上自然存在的少量单质铜。二、铁、铜的冶炼1铁的冶炼(1)原料:铁矿石、焦炭、空气、石灰石等。(2)设备:炼铁高炉。(3)原理:高温下用还原剂将铁从其化合物中还原出来。(4)冶炼过程2铜的冶炼(1)火法炼铜:Cu2SO22CuSO2=高温(2)湿法炼铜:CuSO4Fe=CuFeSO4例 1 高炉炼铁生产中下列说法正确的是( )A还原氧化铁的还原剂是焦炭B采用富氧空气可以得到纯铁- 2 -C加石灰石的目的主要是为了除去过量碳D用于冶炼生铁的矿石主要有磁铁矿、赤铁矿答案 D解析 A 项中,焦炭发生的反应:CO2
3、CO2、CO2C2CO,=点燃=高温其中 CO 将铁矿石中的铁还原成铁单质,A 项错误;高炉炼铁得到的只是含碳量为 2%4.5%的生铁,不会得到纯铁,B 项错误;加入石灰石的目的是它在高温下分解成生石灰,继而再与 SiO2反应生成 CaSiO3炉渣,除去杂质 SiO2,故 C 项错误。特别提示炼铁的过程中,起还原作用的物质为 CO,而不是 C。C 起到制取 CO 的作用。例 2 炼铁时,加入石灰石的作用是( )A提高铁的质量和产量B降低生产成本C合理利用资源,利用多余的热量生产加工石灰石的副产品D将铁矿石中的 SiO2转变为炉渣答案 D三、金属的冶炼方法1电解法:适合冶炼金属活动性较强的金属(
4、一般为金属活动性顺序表中铝及铝前面的金属)。例如:MgCl2(熔融)MgCl2,=通电2NaCl(熔融)2NaCl2,=通电2Al2O3(熔融)4Al3O2。=通电2高温还原法:用还原剂(CO、C、H2、Al 等)还原金属氧化物,适合冶炼金属活动性顺序表中锌到铜之间的大多数金属。例如:2AlCr2O32CrAl2O3。=高温3热分解法:适合冶炼金属活动性较差的金属。例如:2Ag2O4AgO2,2HgO2HgO2。=(1)金属的冶炼方法与金属活动性的关系K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb H Cu Hg Ag Pt Au电解法 热还原法 热分解法 物理提炼法(2)在工业上还有一种
5、冶炼方法叫做湿法冶金,即利用活泼金属把不活泼金属从它的盐溶液- 3 -中置换出来。例 3 目前电动车、手机等使用的新型电池锂电池,是一种高效、环保电池。已知锂的金属性介于钠和镁之间,则下列能冶炼出金属锂的方法是( )A电解法 B高温还原法C热分解法 D高温用铝还原法答案 A例 4 (2017淮南高一检测)下列反应原理不符合工业冶炼金属实际情况的是( )ACu2SO22CuSO2=高温B2Ag2O4AgO2=CFe2O33CO2Fe3CO2=高温D2AlCl3(熔融)2Al3Cl2=通电答案 D1下列物质中,含铜元素的是( )A天石 B孔雀石C赤铁矿 D石灰石答案 B解析 孔雀石的主要成分为 C
6、uCO3Cu(OH)2。2工业上制备下列金属,采用的化学反应原理正确的是( )A镁:2MgO(熔融)2MgO2=通电B钙:CaOCCaCO=高温C锰:3MnO24Al3Mn2Al2O3=高温D汞:HgSHgS=答案 C- 4 -解析 工业上电解熔融的氯化镁来制取金属 Mg,A 错误;钙的工业制法与镁相似,电解熔融的氯化钙,B 错误;工业制取 Mn 用还原法,单质 Al 与二氧化锰发生置换反应,C 正确;汞单质的制取用加热分解法,分解 HgO 得到 Hg 单质,D 错误。3(2018牌头中学月考)用下列物质冶炼相应金属时,需加入还原剂的是( )AHgO BMgCl2CFe2O3 DNaCl答案
7、C4中国现在已经有足够的钢铁产量,能够满足自身基本设施发展的需求。下列说法正确的是( )A铁矿石还原成铁的化学方程式:Fe2O33CO2Fe3CO2=高温B自然界中没有游离态的铁C钢铁是纯净的铁,不含任何杂质D磁铁矿的主要成分是 Fe2O3答案 A5下列说法正确的是( )A高炉炼铁用于还原氧化铁的还原剂是焦炭B炼铁时,加入石灰石的作用是促进氧化铁的还原C我国最早应用的金属是铜D用于电气工业的铜是由黄铜矿冶炼得到的答案 C解析 高炉炼铁用到的还原剂是 CO,加入石灰石的作用是除去矿石中的 SiO2;电气工业用的铜是精铜,而由黄铜矿冶炼得到的铜是粗铜。6冶炼金属常用以下几种方法:以 C、CO 或
8、H2作还原剂 利用铝热反应原理还原电解法 热分解法。下列金属各采用哪种方法还原最佳。(填序号)(1)Fe、Zn、Cu 等中等活泼金属_。(2)Na、Mg、Al 等活泼或较活泼金属_。(3)Hg、Ag 等不活泼金属_。(4)V、Cr、Mn、W 等高熔点金属_。答案 (1) (2) (3) (4)解析 中等活泼的金属用热还原法冶炼;活泼金属用电解法冶炼;不活泼金属用热分解法冶炼;高熔点金属用铝热法冶炼。- 5 -对点训练题组一 金属冶炼与金属活泼性关系1从使用金属的历史来看,先是青铜器时代,而后是铁器时代,铝的利用是近百年的事。使用金属的先后顺序跟下列有关的是( )地壳中的金属元素的含量 金属活动
9、性顺序 金属的导电性 金属冶炼的难易程序 金属的延展性A B C D答案 B2从石器、青铜器到铁器时代,金属的冶炼体现了人类文明的发展水平。下图表示三种金属被人类开发利用的大致年代,之所以有先后,主要取决于( )A金属的导电性强弱B地壳中金属元素的含量多少C金属的化合价高低D金属的活动性强弱答案 D解析 由图可知,活泼性越弱的金属越早被人类开发利用,因此金属开发利用的大致年代与其活动性有关。【考点】金属的通性【题点】金属通性的综合应用3已知一些金属单质的发现与其金属活泼性存在着某种必然的联系,你认为下列事件发生在铁器时代之前的是( )金属铝的冶炼 青铜器时代 金银的使用 戴维发现金属钠 15
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