第二单元 铁、铜的获取及应用
1 从自然界获取铁和铜
【学习目标】
1.了解自然界铁、铜的存在的主要形式及常见冶炼方法。掌握高炉炼铁、湿法炼铜的化学原
理。
2.知道铁、铜在日常生活和工农业生产中的具体应用。 【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2Ag2O 4Ag+O2
↑,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H2、CO、C、Al等。例如:Fe2O3+CO——_________________________________________,
WO3+H2—— ___________________________________________, Cr2O3+2Al——__________________________________________。
(3)电解法——用电流使金属还原,适用于冶炼活泼金属。
K Ca Na Mg Al Mn Zn Cr Fe Ni Sn Pb H Cu Hg Ag Pt Au
电解法 还原剂法 加热法
△ 3.铁、铜的工业生产
(1)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:_____________________________________________________________。 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” (2)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 CuSO4 Cu
B.特点:_______________________________________________________________。 【课堂小节】
【课堂反馈】
1.铜是生命必需的元素,也是人类最早使用的金属之一,铜的生产和使用对国计民生各个方面产生了深远的影响。在化学反应中,铜元素可表现为0、十l、+2价。 (1)写出+1价的铜的氧化物的化学式_________________。
(2)在西汉古籍中曾有记载:曾青得铁则化为铜[即:曾青(CuSO4)跟铁反应就生成铜],试写出该反应的离子方程式_______________________________。
(3)“火烧孔雀石”也是古代就有的炼铜方法,请你用简要的文字说明其化学原理。
【课外练习】 一、选择题:
1.冶炼金属一般有下列四种方法:①焦炭法;②水煤气(或氢气,或一氧化碳)法;③活泼金属置换法;④电解法。四种方法在工业上均有应用。古代有(Ⅰ)火烧孔雀石炼铜;(Ⅱ)湿法炼铜;现代有(Ⅲ)铝热法炼铬;(Ⅳ)从光卤石中炼镁,对它们的冶炼方法的分析不正确的是
A.(Ⅰ)用①
B.(Ⅱ)用②C.(Ⅲ)用③D.(Ⅳ)用④
2.用铝还原下列化合物,制得金属各1mol,消耗铝最少的是 A.MnO2
B.WO3 C.Co3O4 D.Cr2O3
3.在一定条件下能将铁氧化成+3价化合物的是
A.CuSO4
B.S
C.Cl2
D.H2SO4
4.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。要用石灰石作为一种原料的
A.只有①
B.只有①②③ C.只有②③
D.全部
5.高炉炼铁中,石灰石的作用是
A.催化剂
B.除S、P
C.脱氧 D.除SiO2
6.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CO2全部用足量的澄清石
灰水吸收,得到沉淀4 g,则这种氧化物为 A.Fe3O4 C.FeO
B.Fe2O3 D.以上均不符合
7.均能使Fe2O3还原成Fe的一组物质是
A.CO、H2、C C.CO2、H2O、O2
B.CO、O2、He D.CO2、He、C
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、B分别为
A.CO2、O2
B.CO、O2 C.CO2、CO
D. CO、CO2
9.生物炼铜实际上是微生物帮助我们从矿石中提取铜。这些“吃岩石的细菌”能利用空气中的氧气将不溶性的CuS转化为可溶性的铜的化合物,该化合物是 A.碳酸铜 B.硝酸铜 C.硫酸铜 D.氢氧化铜
10.金属汞在自然界的主要矿物为辰砂(又名朱砂),其主要成分是HgS,将该矿物在空气中焙
烧,把汞蒸气蒸馏出来而得到汞,反应方程式为:HgS+O2=Hg+SO2,下列对于该反应的说法一定正确的是
A.HgS仅是还原剂 B.HgS仅是氧化剂