第一课时 从自然界获取铁和铜
一、学习目标
(1)了解自然界中铁、铜的存在形式,掌握高炉炼铁的化学原理,简单了解湿法炼铜的过程。
(2)通过介绍我国悠久的铜、铁冶炼史,对学生进行爱国主义教育,体会铁、铜的冶炼对人类文明的重要影响。
(3)通过介绍铁和铜的使用情况,使学生认识到化学与生活的紧密联系,培养学生的社会责任感。
二、学习重点与难点
重点:工业炼铁的原料、原理、设备、工艺流程与产物
三、学习过程
【你知道吗】
除金等少量的金属在自然界存在单质外,大多数金属以化合物的形式存在于大自然。铁和铜主要以矿物的形式广泛存在于地壳中。铁矿主要有_______________________________________,铜矿主要有________________________________________。铁元素在地壳中的含量为4.65%,我国有丰富的铁矿资源,但品位不高。
【活动探究】
在矿物中,金属元素的化合价呈正化合价,所谓金属的冶炼就是把金属从它们的化合物中____________(填“氧化”或“还原”出来) 。
完成课本P.72“交流与讨论”。
【知识介绍】
金属的冶炼
1.从矿石中提炼金属的一般步骤:
①选矿(矿石的富集、除杂质,提高有用成分含量);②冶炼;③精炼提纯。
2.冶炼金属常用方法
(1)加热法——加热金属的氧化物和硫化物,使其分解出金属,例如Ag 2O
+O 2,适用于冶炼稳定金属。
(2)还原剂法——用还原剂把金属从化合物种还原出来。常见的还原剂有H 2、CO 、C 、Al 等。例如:Fe 2O 3+CO ——_________________________________________,
WO 3+H 2——___________________________________________,
Cr 2O 3+2Al ——__________________________________________。
(3)电解法——用电流使金属还原,适用于冶炼活动金属。
K Ca Na Mg Al Mn Zn Cr Fe Ni Sn Pb H Cu Hg Ag Pt Au
(4)
(5)
3.铁、铜的工业生产
Ⅰ高炉炼铁
①原理:在高温下,用___________________把铁从铁矿石中还原出来。
②原料:_____________________________________________________________。
专题3第二单元(1 ) △
③设备:___________________。
④主要反应:
A .还原剂的生成_______________________________________________________________。
B .铁矿石的还原_______________________________________________________________。
C .炉渣的形成_________________________________________________________________。 ⑤产品:含碳2%~4.5%的________________。
【交流与讨论】
解决课本P.73“交流与讨论”
Ⅱ。铜的冶炼
①工业炼铜
高温 ( ) 黄铜矿(___________) 粗铜 精铜
②生物炼铜:阅读课本P73“资料卡片”
A .原理:CuS CuSO 4 Cu
B .特点:______________________________________________________________________。
【反馈练习】
1.在化学反应:Fe 3O 4+3H 2 3Fe +4H 2O 中,Fe 3O 4作 ( )
A . 还原剂 B . 氧化剂 C . 催化剂 D . 溶剂
2.高温下可用于还原氧化铁的化合物是( )
A. 焦炭 B. 氢气 C. 二氧化碳 D. 一氧化碳
3.除去下列物质中混有的少量杂质应用怎样化学方法,写出有关反应的离子方程式。
(1)铜粉中混有铁粉:
、
(2)铁粉中混有铝粉:
、
(3)FeCl 2溶液中混有CuCl 2
、
【课外练习】:
一、选择题:
1.在一定条件下能将铁氧化成+3价化合物的是
A .CuSO 4
石灰石作为一种原料的
A .只有① B .只有①②③ C .只有②③ C .脱氧 D .全部 D .除SiO 2 3.高炉炼铁中,石灰石的作用是 A .催化剂 B .除S 、P
吸收,得到沉淀4 g,则这种氧化物为
A .Fe 3O 4 B .Fe 2O 3 C .FeO D .以上均不符合
5.下列金属在潮湿的空气中最容易生锈的是
专题3第二单元(1 ) B .S C .Cl 2 D .H 2SO 4 2.下列四种工业生产:①用海水为原料制镁;②冶炼生铁;③制漂白粉;④从海带中提取碘。要用4.准确称取某铁的氧化物2.88 g,用定量的CO 进行还原,将生成的CO 2全部用足量的澄清石灰水
A .纯锌 B .生铁 A .在铁制品的表面涂上油 C .保护铁制品的表面洁净干燥 A .CO 、H 2、C
A 、B 分别为 B .CO 、O 2、He C .金 D .铝 6.为了防止铁受腐蚀,下列采取的措施错误的是 B .在铁制品表面镀上金属锌 D .把铁制品浸在水中使它与空气隔绝 C .CO 2、H 2O 、O 2 D .CO 2、He 、C 7.均能使Fe 2O 3还原成Fe 的一组物质是 8.一种无色气体与红热的碳反应,得到另一种无色气体B ,B 在高温下与氧化铁反应,又得A 。则
A .CO 2、O 2 B .CO 、O 2 C .CO 2、CO D . CO 、CO 2
9.为了确定几种物质化学性质活泼性强弱,某同学做了如下实验:有A 、B 、C 、D 四种金属,A 、
B 与酸反应放出氢气,C 、D 不能;A 与B 接触放在潮湿空气中,B 被腐蚀;将C 浸入D 的盐溶液,C 表面有D 析出。则四种金属的化学性质由强到弱的顺序是
A .A 、B 、C 、D B .B 、A 、C 、D C .B 、A 、D 、C D .C 、D 、B 、A
二、填空、计算
10.某课外活动小组为探究钢铁制品生锈的条件进行了研究性学习。他们准备了以下实验用品:刚
洗净的四支试管、三枚铁钉、植物油、久置的蒸馏水、镊子、滤纸。还须用到的实验用品为:___________________________________。做实验时,发现铁钉上有锈,为了迅速除去铁锈,他们进行了以下实验操作:①取一支试管,将生锈的铁钉放入试管;②向试管中倒入2mol/L稀盐酸;③用试管夹夹住试管,在酒精灯上加热;④当铁钉上的铁锈消失并变得光亮时,将试管内的废液倒入废液缸内;⑤用镊子夹住铁钉,并用蒸馏水冲洗干净,在酒精灯上烘干。
(2)上述实验用品中,有哪些不符合实验的要求?应该如何处理? (1)你认为⑤中存在的问题是什么?应该怎么做?
答案:胶塞、试管夹、酒精灯、火柴
(1)除锈后用水冲洗过的铁钉,不能在酒精灯上烘干。应该用滤纸吸干
(2)久置的蒸馏水中溶有氧气,应该煮沸后使用
实验需一支干燥的试管,刚洗净的试管应该用酒精灯烘干
11.实验室中,拟用Fe 、CuO 、H 2SO 4三种物质为原料制取金属铜。试给出两种不同的方法,写出
相应反应方程式。
专题3第二单元(1 )
第一课时 从自然界获取铁和铜
一、学习目标
(1)了解自然界中铁、铜的存在形式,掌握高炉炼铁的化学原理,简单了解湿法炼铜的过程。
(2)通过介绍我国悠久的铜、铁冶炼史,对学生进行爱国主义教育,体会铁、铜的冶炼对人类文明的重要影响。
(3)通过介绍铁和铜的使用情况,使学生认识到化学与生活的紧密联系,培养学生的社会责任感。
二、学习重点与难点
重点:工业炼铁的原料、原理、设备、工艺流程与产物
三、学习过程
【你知道吗】
除金等少量的金属在自然界存在单质外,大多数金属以化合物的形式存在于大自然。铁和铜主要以矿物的形式广泛存在于地壳中。铁矿主要有_______________________________________,铜矿主要有________________________________________。铁元素在地壳中的含量为4.65%,我国有丰富的铁矿资源,但品位不高。
【活动探究】
在矿物中,金属元素的化合价呈正化合价,所谓金属的冶炼就是把金属从它们的化合物中____________(填“氧化”或“还原”出来) 。
完成课本P.72“交流与讨论”。
【知识介绍】
金属的冶炼
1.从矿石中提炼金属的一般步骤:
①选矿(矿石的富集、除杂质,提高有用成分含量);②冶炼;③精炼提纯。
2.冶炼金属常用方法
(1)加热法——加热金属的氧化物和硫化物,使其分解出金属,例如Ag 2O
+O 2,适用于冶炼稳定金属。
(2)还原剂法——用还原剂把金属从化合物种还原出来。常见的还原剂有H 2、CO 、C 、Al 等。例如:Fe 2O 3+CO ——_________________________________________,
WO 3+H 2——___________________________________________,
Cr 2O 3+2Al ——__________________________________________。
(3)电解法——用电流使金属还原,适用于冶炼活动金属。
K Ca Na Mg Al Mn Zn Cr Fe Ni Sn Pb H Cu Hg Ag Pt Au
(4)
(5)
3.铁、铜的工业生产
Ⅰ高炉炼铁
①原理:在高温下,用___________________把铁从铁矿石中还原出来。
②原料:_____________________________________________________________。
专题3第二单元(1 ) △
③设备:___________________。
④主要反应:
A .还原剂的生成_______________________________________________________________。
B .铁矿石的还原_______________________________________________________________。
C .炉渣的形成_________________________________________________________________。 ⑤产品:含碳2%~4.5%的________________。
【交流与讨论】
解决课本P.73“交流与讨论”
Ⅱ。铜的冶炼
①工业炼铜
高温 ( ) 黄铜矿(___________) 粗铜 精铜
②生物炼铜:阅读课本P73“资料卡片”
A .原理:CuS CuSO 4 Cu
B .特点:______________________________________________________________________。
【反馈练习】
1.在化学反应:Fe 3O 4+3H 2 3Fe +4H 2O 中,Fe 3O 4作 ( )
A . 还原剂 B . 氧化剂 C . 催化剂 D . 溶剂
2.高温下可用于还原氧化铁的化合物是( )
A. 焦炭 B. 氢气 C. 二氧化碳 D. 一氧化碳
3.除去下列物质中混有的少量杂质应用怎样化学方法,写出有关反应的离子方程式。
(1)铜粉中混有铁粉:
、
(2)铁粉中混有铝粉:
、
(3)FeCl 2溶液中混有CuCl 2
、
【课外练习】:
一、选择题:
1.在一定条件下能将铁氧化成+3价化合物的是
A .CuSO 4
石灰石作为一种原料的
A .只有① B .只有①②③ C .只有②③ C .脱氧 D .全部 D .除SiO 2 3.高炉炼铁中,石灰石的作用是 A .催化剂 B .除S 、P
吸收,得到沉淀4 g,则这种氧化物为
A .Fe 3O 4 B .Fe 2O 3 C .FeO D .以上均不符合
5.下列金属在潮湿的空气中最容易生锈的是
专题3第二单元(1 ) B .S C .Cl 2 D .H 2SO 4 2.下列四种工业生产:①用海水为原料制镁;②冶炼生铁;③制漂白粉;④从海带中提取碘。要用4.准确称取某铁的氧化物2.88 g,用定量的CO 进行还原,将生成的CO 2全部用足量的澄清石灰水
A .纯锌 B .生铁 A .在铁制品的表面涂上油 C .保护铁制品的表面洁净干燥 A .CO 、H 2、C
A 、B 分别为 B .CO 、O 2、He C .金 D .铝 6.为了防止铁受腐蚀,下列采取的措施错误的是 B .在铁制品表面镀上金属锌 D .把铁制品浸在水中使它与空气隔绝 C .CO 2、H 2O 、O 2 D .CO 2、He 、C 7.均能使Fe 2O 3还原成Fe 的一组物质是 8.一种无色气体与红热的碳反应,得到另一种无色气体B ,B 在高温下与氧化铁反应,又得A 。则
A .CO 2、O 2 B .CO 、O 2 C .CO 2、CO D . CO 、CO 2
9.为了确定几种物质化学性质活泼性强弱,某同学做了如下实验:有A 、B 、C 、D 四种金属,A 、
B 与酸反应放出氢气,C 、D 不能;A 与B 接触放在潮湿空气中,B 被腐蚀;将C 浸入D 的盐溶液,C 表面有D 析出。则四种金属的化学性质由强到弱的顺序是
A .A 、B 、C 、D B .B 、A 、C 、D C .B 、A 、D 、C D .C 、D 、B 、A
二、填空、计算
10.某课外活动小组为探究钢铁制品生锈的条件进行了研究性学习。他们准备了以下实验用品:刚
洗净的四支试管、三枚铁钉、植物油、久置的蒸馏水、镊子、滤纸。还须用到的实验用品为:___________________________________。做实验时,发现铁钉上有锈,为了迅速除去铁锈,他们进行了以下实验操作:①取一支试管,将生锈的铁钉放入试管;②向试管中倒入2mol/L稀盐酸;③用试管夹夹住试管,在酒精灯上加热;④当铁钉上的铁锈消失并变得光亮时,将试管内的废液倒入废液缸内;⑤用镊子夹住铁钉,并用蒸馏水冲洗干净,在酒精灯上烘干。
(2)上述实验用品中,有哪些不符合实验的要求?应该如何处理? (1)你认为⑤中存在的问题是什么?应该怎么做?
答案:胶塞、试管夹、酒精灯、火柴
(1)除锈后用水冲洗过的铁钉,不能在酒精灯上烘干。应该用滤纸吸干
(2)久置的蒸馏水中溶有氧气,应该煮沸后使用
实验需一支干燥的试管,刚洗净的试管应该用酒精灯烘干
11.实验室中,拟用Fe 、CuO 、H 2SO 4三种物质为原料制取金属铜。试给出两种不同的方法,写出
相应反应方程式。
专题3第二单元(1 )