《2017-2018学年高中化学专题3从矿物到基础材料第二单元第一课时从自然界获取铁和铜学案苏教版必修1》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2017-2018学年高中化学专题3从矿物到基础材料第二单元第一课时从自然界获取铁和铜学案苏教版必修1（11页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、1第一课时第一课时 从自然界获取铁和铜从自然界获取铁和铜考试要求1自然界铁、铜的存在形式(a/ a)2工业炼铁的反应原理(b/ b)3不锈钢的主要组成元素及其用途(/ a)1常见的铁矿有磁铁矿(Fe3O4)、赤铁矿(Fe2O3)等，常见的铜矿有黄铜矿(CuFeS2)、孔雀石CuCO3Cu(OH)2等。2工业上主要采用高温冶炼黄铜矿(CuFeS2)的方法获得粗铜后经过电解精炼得到精铜。3常见金属的冶炼方法：K、Ca、Na、Mg、Al 用电解法；金属活动性顺序中 ZnCu 用高温还原法；Hg、Ag 用热分解法；Cu、Zn 还可用湿法冶炼。铁、铜的冶炼1铁、铜的存在铁、铜在自然界中主要以化合态的形式
2、存在。(1)铁矿有磁铁矿(主要成分为 Fe3O4)、赤铁矿(主要成分为 Fe2O3)等。(2)铜矿有黄铜矿(主要成分为 CuFeS2)、孔雀石主要成分为 CuCO3Cu(OH)2等。2铁、铜的早期获取人们最早利用的单质铁和单质铜均直接来自于自然界。所不同的是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” ，而铜则来自于地球上自然存在的少量单质铜。3铁的冶炼(1)设备：炼铁高炉。(2)原料：铁矿石、焦炭、空气、石灰石等。(3)主要反应还原剂的生成。a.生成 CO2：CO2高温,CO2，2b 生成 CO：CO2C 高温,2CO。铁的生成：Fe2O33CO 高温,2Fe3CO2。炉渣的形成
3、：a.CaCO3高温,CaOCO2，bCaOSiO2高温,CaSiO3。特别提醒使用炼铁高炉得到的是含碳 2%4.5%的生铁，生铁经过进一步冶炼，包括降碳，调硅锰，除硫、磷，得到含碳量 0.03%2%的钢。4炼铜(1)工业炼铜：工业上采用高温冶炼黄铜矿(主要成分为 CuFeS2)的方法得到铜。黄铜矿冰铜粗铜(含 Ag、Au、Fe、Zn 等杂质)精铜还原剂高温电解精炼(2)生物炼铜(矿堆浸铜法)原理：CuSCuSO4Cu。细菌O2Fe特点：成本低、污染小、反应条件简单等。1高炉炼铁的生产中，下列说法正确的是( )A焦炭和一氧化碳都是还原剂B采用富氧空气可以得到纯铁C加石灰石的目的主要是为了得到
4、CO2D用于冶炼生铁的矿石主要有磁铁矿、赤铁矿和黄铁矿解析：选 A 高炉炼铁的生产中，焦炭燃烧生成二氧化碳，二氧化碳再和焦炭反应生成一氧化碳，一氧化碳还原铁的氧化物，在反应中焦炭和一氧化碳是还原剂，A 正确；采用富氧空气是为了焦炭能充分燃烧，B 不正确；加石灰石的目的主要是为了造渣，C 不正确；黄铁矿中铁的含量低，一般不用于冶炼生铁，D 不正确。2回答下列关于高炉炼铁的问题：(1)炼铁的原料有_。(2)焦炭的作用有两点：一是_，化学方程式为_；二是_，化学方程式为_。(3)铁矿石的作用是_，化学方程式(以赤铁矿为例)为_。(4)生石灰的作用是_，化学方程式为_。3答案：(1)铁矿石、焦炭、空气
5、、石灰石 (2)燃料，提供能量 CO2CO2 生成还原剂 CCO22CO=点燃=高温(3)炼铁基础原料，作氧化剂 Fe2O33CO2Fe3CO2 (4)造渣材料 =高温CaCO3CaOCO2=高温CaOSiO2CaSiO3=高温金属冶炼的方法1金属的冶炼金属冶炼是把金属从化合态变为游离态的过程。2金属的活泼性与金属的冶炼方法(1)少数不活泼的金属在自然界中以单质形式存在，如金、铂等。大部分金属以化合态形式存在于自然界，金属越不活泼，从其化合物中还原出来越容易，金属越活泼从其化合物中还原出来越困难。(2)金属活泼性与冶炼方法的关系如下：3高温还原法的冶炼金属的分类和优、缺点(1)分类(2)优、缺
6、点用氢气还原法冶炼金属，纯度高，但成本也高；用一氧化碳和炭还原法冶炼金属，纯度低，冶炼成本也低；用铝热法可以冶炼熔点高难冶炼的金属，成本较高。1判断正误(正确的打“” ，错误的打“”)。(1)在自然界中金属都以化合态存在( )(2)在金属化合物中金属元素都显正价( )(3)金属冶炼过程中，金属化合物得到电子发生氧化反应( )(4)金属的活动性越强，即金属失电子的能力越强( )答案：(1) (2) (3) (4)2下表中金属的冶炼原理与方法不完全正确的是( )4选项冶炼原理方法A2HgO2HgO2=热分解法B2Al2O3(熔融)4Al3O2=通电冰晶石电解法CCu2SO22CuSO2=高温热分解
7、法DFe2O32Al2FeAl2=高温O3高温还原法解析：选 C 活泼金属 K、Ca、Na、Mg、Al 等用电解法冶炼，中等活泼金属Zn、Fe、Sn、Pb、Cu 等用高温还原法冶炼，不活泼金属 Hg、Ag 利用热分解法冶炼，故A、B、D 正确。C 错误，C 项为火法炼铜。三级训练节节过关 1下列说法不正确的是( )A有些活泼金属如铝可作还原剂法的还原剂B用电解熔融的 NaCl 的方法来冶炼金属钠C可用焦炭或一氧化碳还原氧化铝的方法来冶炼铝D回收旧金属可以重新制成金属或它们的化合物解析：选 C 铝可以作还原剂冶炼一些高熔点的金属，如 2AlFe2O3高温,2FeAl2O3；金属钠用电解熔融的 N
8、aCl 的方法制取；铝是活泼金属，很难用还原剂把它还原出来；回收旧金属可以重新制成金属或它们的化合物。2目前工业上冶炼铝通常采用的方法是( )ACO 或 H2还原法 B铝热反应法C电解法 D热分解法解析：选 C 目前工业上冶炼金属铝采用的是电解熔融的 Al2O3来得到金属铝。3下列反应能通过置换反应生成铁的是( )ZnFeCl2(溶液) NaFeSO4(溶液) Fe2O3CO(高温) Fe3O4H2(高温) AlFe2O3(引燃)A BC D解析：选 C 中钠先与水反应生成 NaOH，再与 FeSO4发生复分解反应，并不能置换出铁；该反应虽然生成铁，但不是置换反应，其余皆符合题意。4冶炼金属一
9、般有下列方法：焦炭法 水煤气(或氢气或一氧化碳)法 活泼金5属置换法 电解法。(1)对下表中的金属冶炼方法进行分析，从上述四种方法中选择相应的序号填入空格中。火烧孔雀石炼铜湿法炼铜铝热法炼铬从光卤石(KClMgCl26H2O)中炼镁(2)各列举一个使用上述方法冶炼金属的例子(用化学方程式表示)。_；_；_；_。解析：(1)火烧孔雀石炼铜是用 C 还原孔雀石分解得到 CuO，选；湿法炼铜和铝热法炼铬都是利用活泼金属置换较不活泼的金属，选；光卤石炼镁的反应为 MgCl2(熔融)MgCl2，选；(2)金属活动性较强的金属、活动性介于 ZnCu 之间=通电的金属、活动性较弱的金属分别采用电解法、高温还
10、原法、热分解法冶炼。答案：(1) (2)2Fe2O33C4Fe3CO2=高温3H2WO3W3H2O=高温3MnO24Al3Mn2Al2O3=高温2NaCl(熔融)2NaCl2=通电1下列说法中，不正确的是( )A金属的冶炼，就是利用氧化还原反应原理，在一定条件下将金属从其化合物中还原出来B冶炼金属时，必须加入一种物质作为还原剂C金属由化合态变为游离态，都是被还原6D金属单质被发现和应用得越早，其活动性一般越弱解析：选 B 由金属冶炼的方法可知，金属冶炼时，除用高温还原法外，还可用电解法、热分解法，后两种方法不用加入还原剂，B 不正确。2下列化学反应在金属冶炼工业中还没有得到应用的是( )A2N
11、aCl(熔融)2NaCl2=电解BAl2O33C2Al3CO=2 125 CFe2O33CO2Fe3CO2=高温D2Ag2O4AgO2=解析：选 B 目前金属铝的制备方法是电解氧化铝，其他选项中所涉及的内容均符合理论和生产实际。3铝能用于冶炼金属铁、钒、铬、锰等，其原因是铝具有( )A两性B导电性好C熔点低D还原性强，且反应放出大量热解析：选 D 铝能用于冶炼金属铁、钒、铬、锰等，其原因一是铝比铁、钒、铬、锰等活泼，铝能把其置换出来；二是反应放出大量的热使反应得以进行，D 正确。4下列反应原理不符合工业冶炼金属实际情况的是( )AMgCl2(熔融)MgCl2=电解BTiCl44NaTi4NaC
12、l=700800CAl2O33H22Al3H2O=DFe3O44CO3Fe4CO2=高温解析：选 C 工业上用电解 Al2O3的方法制取单质 Al。5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。下图表示了三种金属被人类开发利用的大致年限，之所以有先后，主要取决于( )7A金属的导电性强弱B金属在地壳中的含量多少C金属的化合价高低D金属的活动性强弱解析：选 D 人类对材料的使用经历了一个由易到难，由简单到复杂的过程，所以金属活动性较差、容易冶炼的金属最先被人发现和利用。6用 H2、C、CO 分别与等质量的氧化铁在高温下反应，使氧化铁中的铁全部还原出来，消耗 H2、C、CO 的质
13、量比为( )A111 B1314C1614 D212解析：选 B 由 3H2Fe2O3， CFe2O3,3COFe2O3可知，相同的质量的氧化铁需要的3 2还原剂的质量比为：(32)(328)1314。(3 2 12)7工业上，常用 Mg 还原法制取金属 Ti，反应原理如下：2MgTiCl42MgCl2Ti。下列说法正确的是( )=高温该反应属于置换反应；该反应属于氧化还原反应；该反应表明 Mg 比 Ti 活泼；Ti 被誉为“21 世纪的金属” ，在航天工业上有广泛用途。A只有 B只有C只有 D全部解析：选 D 由单质 Mg 从化合物 TiCl4中置换出金属 Ti，化合价发生变化，故正确；在反应中 Mg 作还原剂，Ti 是还原产物，故 Mg 的还原性比 Ti 强，正确；Ti 为性能优良的金属，广泛应用于航天工业，正确。8用足量的 CO 还原 32
