铁和铜及其化合物

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1、探讨:探讨:向向20ml20ml某浓度的某浓度的AlClAlCl3 3溶液滴入溶液滴入2mol/L2mol/L的的NaOHNaOH溶液时,溶液时,所得沉淀与加入所得沉淀与加入NaOHNaOH溶液之间的关系如图:溶液之间的关系如图:(1)(1)图中图中A A点、点、B B点表示点表示意义意义 _;_;(2 2)所用)所用AlClAlCl3 3溶液的溶液的 物质的量浓度是物质的量浓度是_;(3 3)当所得沉淀的质量为)当所得沉淀的质量为0.39gNaOH0.39gNaOH的体积为多少?的体积为多少?V(NaOHmL)沉淀质量沉淀质量AB0.78g1可溶性铝盐与强碱溶液反应的计算规律:可溶性铝盐与强

2、碱溶液反应的计算规律:Al3+3OH-=Al(OH)3 Al(OH)3+OH-=AlO2-+2H2O13111当当n(OH-)3n(Al3+) nAl(OH)3=1/3n(OH-) 3n(Al3+) n(OH-)4n(Al3+) nAl(OH)3=4n(Al3+) -n(OH-) 当当n(OH-)4n(Al3+)无沉淀产生无沉淀产生 (在碱性条件下,以在碱性条件下,以AlO2-存在存在)Al3+3OH-=Al(OH)3 Al(OH)3+OH-=AlO2-+2H2O13111ab2明矾明矾KAl(SO4)2.12H2O,无色晶体无色晶体是一种复盐是一种复盐结晶水合物都属于纯净物结晶水合物都属于纯

3、净物(因结晶水是固定的因结晶水是固定的).明矾为什么能净水?明矾为什么能净水?电离方程式:电离方程式:KAl(SO4)2=K+Al3+2SO42Al3+3H2OAl(OH)3(胶体胶体)+3H+Al(OH)3能吸附悬浮颗粒物沉降下来,故明矾具有净水作用能吸附悬浮颗粒物沉降下来,故明矾具有净水作用(探讨探讨) 把把Ba(OH)2溶液滴入明矾溶液中,使溶液滴入明矾溶液中,使SO42全部转化成全部转化成BaSO4沉淀,此时铝元素的主要存在形式是沉淀,此时铝元素的主要存在形式是 AAl3+ BAl(OH)3 CAlO2 DAl3+和和Al(OH)3分析:分析:KAl(SO4)22Ba(OH)2Al3+

4、4OH-Al3+4OH-=AlO2-+2H2OKAl(SO4)2+2Ba(OH)2=2BaSO4+KAlO2+2H2O3知识回顾:知识回顾:金属镁只有金属性:金属镁只有金属性:MgMgOMg(OH)2只只能和酸反应能和酸反应,都不能和碱液反应都不能和碱液反应为什么镁粉加到为什么镁粉加到NH4Cl溶液中有气泡产生?溶液中有气泡产生?Mg+2NH4Cl=MgCl2+2NH3 +H22 2Al + 6HClAl + 6HCl = 2AlCl= 2AlCl3 3 + 3H+ 3H2 2AlAl2 2O O3 3+6HCl=2AlCl+6HCl=2AlCl3 3+3H+3H2 2O OAl(OH)Al(

5、OH)3 3+3HCl=AlCl+3HCl=AlCl3 3+3H+3H2 2O OAlAl2O3Al(OH)3具有两性具有两性既能和酸反应,又能与碱液反应:既能和酸反应,又能与碱液反应:MgO+2NaOH不反应不反应2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2Al2O3+2NaOH=2NaAlO2+H2OAl(OH)3+NaOH=NaAlO2+2H2O4注注意意 氧化性:浓硝酸氧化性:浓硝酸 稀硝酸稀硝酸(均比浓硫酸强)(均比浓硫酸强)一般情况下:浓硝酸被还原为一般情况下:浓硝酸被还原为NONO2 2 稀硝酸被还原为稀硝酸被还原为NONO钝化钝化(表面生成致密的氧化膜(表面生成致密的氧

6、化膜,阻止了反应)阻止了反应)FeAl浓浓HNO3(常温下常温下)浓浓H2SO4可用可用铝槽车或铁制容器铝槽车或铁制容器装浓装浓HNO3、浓、浓H2SO4Fe+4HNO3=Fe(NO3)3+NO +2H2O(稀硝酸)(稀硝酸)Fe+NO3-+4H+=Fe3+NO +2H2O(稀硝酸)(稀硝酸)Fe2+NO3-H+-三者不能三者不能大量共存大量共存,其中其中二者可二者可大量共存大量共存因因3Fe2+NO3-+4H+=3Fe3+NO +2H2O3Fe(过量过量)+8HNO3=3Fe(NO3)2+2NO +4H2O3Fe(过量过量)+NO3-+4H+=3Fe2+NO +2H2O5 铁及其化合物铁及其

7、化合物P59-6226Fe:银白色金属银白色金属,质硬质硬.良好的延展性良好的延展性,导电传热,导电传热,熔点熔点15350C,沸点沸点27500C,被磁体吸引,被磁体吸引,在磁场作用下自身产生磁性。在磁场作用下自身产生磁性。有有+2价价+3价价(+3价铁的化合物比价铁的化合物比+2价铁的化合物稳定)。价铁的化合物稳定)。29Cu-紫红色光泽金属,紫红色光泽金属,有有+1价价+2价价6有关铁的知识介绍有关铁的知识介绍1、铁元素在自然界中的存在、铁元素在自然界中的存在:铁在地壳中含量居于第四位铁在地壳中含量居于第四位,仅次于仅次于O、Si、Al,2、人体需补充的是、人体需补充的是Fe2+陨石中铁

8、的含量陨石中铁的含量Fe当人误食当人误食NaNO2会中毒会中毒(将将Fe2+氧化成氧化成Fe3+),要立即吃维生素要立即吃维生素C(具有较强的具有较强的还原性还原性)解毒解毒,并送医院抢救。并送医院抢救。71、铁与非金属的反应、铁与非金属的反应火星四射、生成火星四射、生成黑色固体黑色固体、放出大量的热放出大量的热(1)在纯氧气中点燃)在纯氧气中点燃铁在空气中铁在空气中不能不能燃烧。燃烧。a.干燥空气中干燥空气中不生锈不生锈b.在水中在水中不生锈不生锈c.在潮湿空气中在潮湿空气中生锈(铁与氧气、水同时作用)生锈(铁与氧气、水同时作用)二、铁(纯铁)的化学性质二、铁(纯铁)的化学性质3Fe+2O2

9、=Fe3O4点燃点燃(2)在空气中放置:)在空气中放置:2Fe+3Cl2=2FeCl3(生成棕黄色的烟,溶于水成黄色溶液)生成棕黄色的烟,溶于水成黄色溶液)点燃点燃Fe+S=FeS氧化性:氧化性:Cl2O2S3Fe+4H2O(气)气)=Fe3O4+4H2(3)红热的铁可与水蒸气在高温下反应。红热的铁可与水蒸气在高温下反应。+8/3+3+22Fe+O2+2H2O=2Fe(OH)2 4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)32Fe(OH)3=Fe2O3+H2O铁锈的主要成分铁锈的主要成分Fe2O3.xH2O8FeCl3溶液溶液FeSO4溶液溶液滴入滴入NaOH溶液溶液离子方程式离子方程式立

10、即产生立即产生红褐色沉淀红褐色沉淀生成白色沉淀,迅速变生成白色沉淀,迅速变灰绿色最后呈灰绿色最后呈红褐色红褐色Fe3+3OH-=Fe(OH)3Fe2+2OH-=Fe(OH)24Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3滴入滴入KSCN溶液溶液生成血红色络合物生成血红色络合物无明显现象无明显现象 FeFe3+ 3+ +3SCN+3SCN- - Fe(SCN) Fe(SCN)3 3FeCl3溶液中加入溶液中加入Fe粉、粉、KSCN溶液溶液上层清液加氯水上层清液加氯水无血红色现象无血红色现象生成血红色络合物生成血红色络合物Fe+2Fe3+=3Fe2+2Fe2+Cl2=3Fe3+2Cl-与淀粉与

11、淀粉KI试试纸纸试纸变蓝色试纸变蓝色 试纸试纸不变蓝不变蓝 2I2I- -+2Fe+2Fe3+3+=I=I2 2+2Fe+2Fe2+2+9 浅浅 绿绿 色色 棕棕 黄黄 色色血血 红红 色色不显红色不显红色不显紫色不显紫色 显紫色显紫色无明显现象无明显现象 CuCu被腐蚀被腐蚀溶液变绿色溶液变绿色 试纸不变蓝试纸不变蓝 试纸变蓝色试纸变蓝色 直直 接接 观观 色色与与KSCNKSCN与苯与苯 酚酚显显色色反反应应 利利 用用 氧氧化化性性 利利 用用与与 铜铜 片片与与 淀淀 粉粉KI KI 试试 纸纸鉴鉴 别方别方 法法利用沉淀反应与作用利用沉淀反应与作用生成白色沉淀,迅速变生成白色沉淀,迅

12、速变灰绿色最后呈灰绿色最后呈红褐色红褐色立即产生红立即产生红褐色沉淀褐色沉淀 Cu+2FeCu+2Fe3+3+=Cu=Cu2+2+2Fe+2Fe2+2+ 2I2I- -+2Fe+2Fe3+3+=I=I2 2+2Fe+2Fe2+2+ FeFe3+ 3+ +3SCN+3SCN- - Fe(SCN) Fe(SCN)3 310鉴别鉴别Fe2+ 、Fe3+的方法的方法判断溶液中有判断溶液中有Fe3+的依据是:的依据是: 与与KSCN混合,溶液呈混合,溶液呈红色红色 与与苯酚苯酚混合,溶液呈混合,溶液呈紫色紫色 与与NaOH溶液溶液混合产生混合产生红褐色沉淀红褐色沉淀判断溶液中有判断溶液中有Fe2+的依据

13、是:的依据是:加加KSCN溶液溶液无无明显明显现象现象,再加氯水溶液呈,再加氯水溶液呈红色红色与与NaOH溶液混合产生溶液混合产生白色沉淀白色沉淀灰绿色灰绿色红褐色红褐色113、铁与酸反应、铁与酸反应Fe+2H+=Fe2+H2 (稀盐酸、稀硫酸)稀盐酸、稀硫酸)Fe+NO3-+4H+=Fe3+NO +2H2O(稀硝酸)(稀硝酸)浓硝酸、浓硫酸在室温下使铁、铝钝化。浓硝酸、浓硫酸在室温下使铁、铝钝化。4、铁与盐溶液反应、铁与盐溶液反应Fe+Cu2+=Fe2+Cu(与铜盐发生置换反应)与铜盐发生置换反应) Fe+2Fe3+=3Fe2+(与铁盐反应)(与铁盐反应)Fe+Fe2(SO4)3=3FeSO

14、4Fe2+NO3-H+-三者不能大量共存三者不能大量共存因因3Fe2+NO3-+4H+=3Fe3+NO +2H2O3Fe(过量过量)+NO3-+4H+=3Fe2+NO +2H2OCu+2FeCl3=CuCl2+2FeCl212名 称俗 称化学式色 态化合价水溶性类 型氧化亚铁氧化铁四氧化三铁四氧化三铁共 性与酸与 还 原剂铁 红 磁性氧化铁黑色 粉末红棕色粉末 黑色晶体+ 2+ 3+ 2,+ 3不 溶不 溶不 溶碱 性 氧 化 物都能与酸反应。如都能被还原。如高温Fe2O3Fe3O4是复杂的是复杂的化合物化合物13 铁的氢氧化物铁的氢氧化物填写填写14H+、Cu2+、S、I2、Fe3+Cl2、

15、Br2、HNO3铁与铁与强氧化剂强氧化剂(Cl2、HNO3、Br2)反应得反应得Fe3+.铁与铁与弱氧化剂弱氧化剂(H+、S、Cu2+、Fe3+)反应得反应得Fe2+Cl2、Br2、HNO3FeFe2+Fe3+存放铁盐溶液存放铁盐溶液加入少量酸防止加入少量酸防止Fe3+水解;水解;存放亚铁盐溶液存放亚铁盐溶液加入少量铁屑及酸,加入少量铁屑及酸,防止防止Fe2+氧化、水解氧化、水解15(交流探讨交流探讨 )在陶瓷工业上常遇到因陶土里混有氧化铁而在陶瓷工业上常遇到因陶土里混有氧化铁而影响产品质量的情况,解决的方法是将陶土和水一起搅影响产品质量的情况,解决的方法是将陶土和水一起搅拌,使微粒直径处于拌

16、,使微粒直径处于10-910-7m之间,然后插入两根电之间,然后插入两根电极,接通直流电源,极,接通直流电源,这时阳极聚集这时阳极聚集_, 阴极聚集阴极聚集_,理由是理由是_。(交流探讨交流探讨) 将化合物将化合物Fe2O3与与KNO3 KOH共融共融,可制得一种可制得一种“绿色绿色”环保高效净水剂环保高效净水剂K2FeO4(高铁酸钾高铁酸钾).Fe2O3+3KNO3+4KOH=2K2FeO4+3KNO2+2H2O K2FeO4为什么具有杀菌净水作用?为什么具有杀菌净水作用?在外加电场的作用下在外加电场的作用下,带正电的胶体粒子,带正电的胶体粒子向向阴极阴极移动移动带负电的胶体粒子带负电的胶体

17、粒子向向阳极阳极移动移动陶土胶体微粒陶土胶体微粒(带负电荷带负电荷)氧化铁胶体微粒氧化铁胶体微粒(带正电荷带正电荷)16 1. 1.用用 FeClFeCl3 3溶液可以腐蚀印刷线路板,请解溶液可以腐蚀印刷线路板,请解释并写出相关的化学方程式,若想从废液中回收铜,应释并写出相关的化学方程式,若想从废液中回收铜,应如何操作?最后可得什么物质?如何操作?最后可得什么物质?思考:2高温下硫酸亚铁发生如下反应:高温下硫酸亚铁发生如下反应:2FeSO4=Fe2O3SO2SO3,若将生成的气体通入氯化钡溶液中,得到的沉淀物是若将生成的气体通入氯化钡溶液中,得到的沉淀物是A.BaSO3和和BaSO4B.BaS

18、C.BaSO3D.BaSO4-因因2FeCl3+Cu=2FeCl2+CuCl2再加足量的铁粉,过滤,滤纸上得到再加足量的铁粉,过滤,滤纸上得到Cu和过量的和过量的Fe粉粉,Cu和和Fe粉的混合物溶于盐酸,再过滤,得到粉的混合物溶于盐酸,再过滤,得到Cu.最后滤液是最后滤液是FeCl2溶液。溶液。Fe+CuCl2=FeCl2+CuFe+2HCl=FeCl2+H2 -SO2通入通入BaCl2溶液中无沉淀产生溶液中无沉淀产生.因弱酸一般不能制取强酸,因弱酸一般不能制取强酸,BaSO3再酸性条件下不能形成。再酸性条件下不能形成。SO3+H2O+BaCl2=BaSO4+2HCl17Fe+CuSO4=Fe

19、SO4+Cum56160152648XY1.6g11.2g12.8g我国古代人民智慧的体现之一我国古代人民智慧的体现之一-湿法炼铜湿法炼铜曾青曾青(CuSO4)得铁则化为铜得铁则化为铜铁与盐溶液的反应铁与盐溶液的反应铁丝放入硫酸铜铁丝放入硫酸铜溶液中,溶液中,固体固体的质量的质量增大增大,溶液溶液的质量的质量减少减少。Cu+2AgNO3=Cu(NO3)2+2Ag-固体的质量增加,溶液的质量减少。固体的质量增加,溶液的质量减少。Fe+2FeCl3=3FeCl2-溶液质量增加,溶液质量增加,溶液增加的质量溶液增加的质量=溶解了的铁的质量。溶解了的铁的质量。18探讨:探讨:将某溶液逐滴加入将某溶液逐

20、滴加入Fe(OH)3溶胶内,开始时生溶胶内,开始时生成沉淀,继续滴加时沉淀有溶解,该溶液是(成沉淀,继续滴加时沉淀有溶解,该溶液是( )A 2mol.L-1H2SO4溶液溶液B 2mol.L-1NaOH溶液溶液C 2mol.L-1MgSO4溶液溶液 D 硅胶溶胶硅胶溶胶A19 你知道吗?你知道吗? 在烧制砖瓦时,用粘土做成的坯经过焙烧在烧制砖瓦时,用粘土做成的坯经过焙烧后,铁的化合物转化成后,铁的化合物转化成-而制得红色砖而制得红色砖瓦;若烘热后期从窑顶向下慢慢浇水,窑内瓦;若烘热后期从窑顶向下慢慢浇水,窑内会产生大量的会产生大量的-气体,它们把该红色气体,它们把该红色物质还原成黑色的化合物是

21、物质还原成黑色的化合物是- -,青砖得价格是青砖得价格是红砖红砖的的23倍倍你会选择哪种房子?你会选择哪种房子?2021铁的合金生铁(含碳2%4.3%)钢(含碳0.03%2%)其它杂质硅 锰 硫 磷较多硅 锰 硫 磷较少冶炼原理利用氧化还原反应,高温条件下,用还原剂(主要是CO)从铁矿石里把铁还原出来。用氧化剂(纯氧)把生铁里过多的碳和其它杂质氧化成气体或炉渣除去。主要特性硬度大、较脆、不易机械加工、可铸不可锻、易锈蚀可铸可锻、易锈蚀生铁炼钢目的降低含碳量降低含碳量 除硫除硫 磷等有害杂质磷等有害杂质调整硅调整硅 锰等元素含量在规定的范围内锰等元素含量在规定的范围内二、金属与金属材料1、重要的

22、黑色金属材料“铁普通钢不锈钢等特种钢”在普通钢基础上加入铬、镍等多种元素炼成不锈钢。不锈钢有多种类型,其共同的特征是含有铬量一般在12%以上。铬元素能使钢材表面形成致密且坚固的氧化膜,防止内部的铁与外界物质接触。镍元素能使不锈钢在多种酸、碱、盐的水溶液中具有很好的化学稳定性和耐腐蚀性。222.几种有色金属材料金 银 铜 阅读课本115118页,归纳整理铜的物理性质和化学性质;重要的铜的化合物的性质及相互转化;写出银与浓硝酸、稀硝酸反应的化学方程式。金 银 铜的重要用途金银铜具有良好的延展性、导电性和导热性金质地柔软 黄色;银质地柔软 银白色; 铜紫红色导电性最好的是银、铜、金、铝导热性最好的是

23、银、铜、金、铝延展性最好的是金、银、铜233、铜的性质及用途铜在常温干燥的空气中性质稳定,潮湿空气生成铜锈:2Cu+O2+H2O+CO2=Cu2(OH)2CO3(碱式碳酸铜;绿色) 在一定条件下,可与多种非金属反应 2Cu+O2 2CuO (黑色) 2Cu+ S Cu2S(黑色)2Cu+ Cl2 CuCl2(棕黄色)铜的冶炼:热还原法 CuO +COCu+CO2 Cu()、Cu()的相互转化4CuO 2Cu2O+O2 Cu SO45H2O CuSO4+5H2O 黑色 红色 蓝色晶体 白色粉末 Cu 2S+2O2 2 CuO+SO2 2 Cu S+3O2 2 CuO+2SO22425例例12:向

24、一定质量的明矾溶液中滴加氢氧化钡溶液,生成沉向一定质量的明矾溶液中滴加氢氧化钡溶液,生成沉淀的质量淀的质量m与加入氢氧化钡溶液的体积与加入氢氧化钡溶液的体积V的关系图正确的是的关系图正确的是2KAl(SO2KAl(SO4 4) )2 2 + 3Ba(OH)+ 3Ba(OH)2 2 = 2Al(OH)= 2Al(OH)3 3 + 3BaSO + 3BaSO4 4 + K+ K2 2SOSO4 4KAl(SOKAl(SO4 4) )2 2 + 2Ba(OH)+ 2Ba(OH)2 2 = KAlO= KAlO2 2 + 2BaSO+ 2BaSO4 4 + H+ H2 2O O11.511.51222

25、63、铁与酸反应、铁与酸反应Fe+2H+=Fe2+H2 (稀盐酸、稀硫酸)稀盐酸、稀硫酸)Fe+NO3-+4H+=Fe3+NO +2H2O(稀硝酸)(稀硝酸)浓硝酸、浓硫酸在室温下使铁、铝钝化。浓硝酸、浓硫酸在室温下使铁、铝钝化。若加热若加热,则能反应,一般不放出氢气则能反应,一般不放出氢气,且生成高价铁盐。且生成高价铁盐。4、铁与盐溶液反应、铁与盐溶液反应Fe+Cu2+=Fe2+Cu(与铜盐发生置换反应)与铜盐发生置换反应) Fe+2Fe3+=3Fe2+(与铁盐反应)(与铁盐反应)Fe+6HNOFe+6HNO3 3( (浓浓浓浓)=)=Fe(NOFe(NO3 3) )33+3NO+3NO2

26、2+3H+3H2 2OO2Fe+6H2Fe+6H2 2SOSO4 4( (浓浓浓浓)=)=FeFe2 2(SO(SO4 4) )33+3SO+3SO2 2+6H+6H2 2OO注意铁粉过量生成亚铁盐:注意铁粉过量生成亚铁盐:2Fe3+Fe=3Fe2+存放铁盐溶液存放铁盐溶液加入少量酸防止加入少量酸防止Fe3+水解;水解;存放亚铁盐溶液存放亚铁盐溶液加入少量铁屑及酸,加入少量铁屑及酸,防止防止Fe2+氧化、水解氧化、水解27讨论讨论:什么叫什么叫退火,退火,淬火,回火?淬火,回火?钢的退火钢的退火-是把钢加热到适当温度,保温一定时间,然后是把钢加热到适当温度,保温一定时间,然后缓慢冷却缓慢冷却,

27、退火的目的在于退火的目的在于均匀化学成分、改善机械性能及工艺性能、消除均匀化学成分、改善机械性能及工艺性能、消除或减少内应力或减少内应力并为零件最终热处理作准备。并为零件最终热处理作准备。淬火淬火-是将钢加热到临界点以上,保温后是将钢加热到临界点以上,保温后急速冷却急速冷却,,淬火能显著提高钢的强度和硬度。淬火能显著提高钢的强度和硬度。 回火回火-是将淬火钢加热至某一温度,保温一定时间后,是将淬火钢加热至某一温度,保温一定时间后,以适当方式冷到室温的热处理工艺。以适当方式冷到室温的热处理工艺。它是紧接淬火的下道热处理工它是紧接淬火的下道热处理工序回火的主要目的是序回火的主要目的是提高钢的热性和

28、塑性,延长钢的使用寿命提高钢的热性和塑性,延长钢的使用寿命. 28你知道吗?你知道吗?陶器与瓷器的区别是什么?陶器与瓷器的区别是什么?紫砂壶紫砂壶皇后用的陶器皇后用的陶器唐三彩马唐三彩马低温铅釉陶器低温铅釉陶器唐三彩骆驼唐三彩骆驼唐三彩女俑唐三彩女俑陶、瓷就胎质成分而言,关键区别陶、瓷就胎质成分而言,关键区别是是AI2O3和和Fe2O3的含量不同。的含量不同。陶器陶器的胎料的粘土中的胎料的粘土中Fe2O3含量高些含量高些瓷器的瓷土瓷器的瓷土-Al2O3含量高些含量高些从烧结温度看从烧结温度看,陶器一般在陶器一般在800-1000之间,之间,因为陶器胎料为易熔粘土,因为陶器胎料为易熔粘土,110

29、0就熔融了。就熔融了。陶器密度较小,陶器密度较小,不透光,不透光,有一定吸水性有一定吸水性29瓷器胎体必须经过瓷器胎体必须经过1200-1300的高温焙烧的高温焙烧.从施釉看从施釉看,瓷器表面都施釉,且必须在高温下与胎体一道烧瓷器表面都施釉,且必须在高温下与胎体一道烧成玻璃质成玻璃质高温釉高温釉。瓷器基本不吸水,有一定透光性。瓷器基本不吸水,有一定透光性。用于烧制瓷器的瓷土用于烧制瓷器的瓷土-高岭土高岭土Al2O3.2SiO2.2H2O30生铁与钢生铁与钢(都是铁合金都是铁合金)的比较的比较铁的合金 生铁 钢 C% 2%4.3% 0.03%2%其它杂质Si、Mn、S、P (较多)Si、Mn、S

30、、P (较少) 机械性能 质硬而脆、 无韧性坚硬、韧性大、 可塑性好。机械加工 可铸不可锻可铸、可锻、可压延生铁主要含铁生铁主要含铁,除此之外还含有,除此之外还含有2%-4.3%的碳的碳,还含有锰、硅、硫、磷等元素。还含有锰、硅、硫、磷等元素。炼铁炼铁主要是用还原剂把铁元素从铁矿石中还原出来主要是用还原剂把铁元素从铁矿石中还原出来 (侧重还原(侧重还原) ))炼钢炼钢高温下,用氧化剂把生铁里过多的碳和其它杂质高温下,用氧化剂把生铁里过多的碳和其它杂质氧化成气体或炉渣而除去。氧化成气体或炉渣而除去。 (侧重氧化)由生铁炼钢由生铁炼钢-降低含碳量、调硅锰、去硫磷。降低含碳量、调硅锰、去硫磷。31炼

31、铁:主要原料主要原料:铁矿石、焦炭、石灰石、空气。:铁矿石、焦炭、石灰石、空气。(1)还原剂的形成 CO2CO2Q CO2C2COQ点燃高温高温高温问题1:原料中焦炭和石灰石的作用是什么?答:焦炭的作用是作燃料和形成还原剂。石灰石的作用是作熔剂,除脉石。高温(2)铁的还原 Fe2O33CO2Fe3CO2(3)炉渣的形成 CaCO3CaOCO2 CaOSiO2CaSiO3炼铁炼铁产物:产物:生铁、高炉煤气、炉渣生铁、高炉煤气、炉渣.高炉煤气高炉煤气:CO、CO2、N2、大量灰尘等。大量灰尘等。炉渣:炉渣:主要是主要是CaSiO332思考思考.交流交流:1 1、为了初步确定某铁矿石的种类,取该铁矿

32、、为了初步确定某铁矿石的种类,取该铁矿石用盐酸溶解,有一种气体放出。该铁矿石是石用盐酸溶解,有一种气体放出。该铁矿石是( )A.A.磁铁矿磁铁矿 B.B.赤铁矿赤铁矿 C.C.褐铁矿褐铁矿 D.D.菱铁矿菱铁矿DB2、炼铁、制玻璃、制水泥三种工业生产中,都需、炼铁、制玻璃、制水泥三种工业生产中,都需要的原料是(要的原料是()A.纯碱纯碱B.石灰石石灰石C.石英石英D.粘土粘土Fe3O4Fe2O3Fe2O3.H2OFeCO3黄铁矿:黄铁矿:FeS2333主要反应(分三个阶段)(1)氧化造渣)氧化造渣2FeO22FeOQ2FeOSiSiO22FeQFeOMnFeMnOQFeOCCOFe生成的二氧化

33、硅、氧化锰与造渣材料生石灰相生成的二氧化硅、氧化锰与造渣材料生石灰相互作用成为炉渣。互作用成为炉渣。高温高温高温高温34(2)去硫、磷FeS+CaOFeO+CaS2P+5FeO+3CaO5Fe+Ca3(PO4)2(3)脱氧用硅铁、锰铁或金属铝来还原钢水中含有的少量FeO2FeO+SiSiO2+2Fe3FeO+2Al3Fe+Al2O3FeO+MnFe+MnO生成的二氧化硅等大部分形成炉渣而除去,生成的二氧化硅等大部分形成炉渣而除去,部分的硅、锰等留在钢里以调整钢的成分。部分的硅、锰等留在钢里以调整钢的成分。钢水合格后,可以浇成钢的铸件或钢锭,钢钢水合格后,可以浇成钢的铸件或钢锭,钢锭可以再轧成各

34、种钢材。锭可以再轧成各种钢材。高温高温高温高温高温353、在炼铁和炼钢中都有碳参加反应。下列有关碳参加反应的说明错误的是( )A.两个过程中碳都是被氧化,都只起着提供 热量的作用B.炼铁过程中碳被氧化,既起产生热量的作用,又起产生CO的作用C.炼钢过程中碳被氧化,从而达到降低含碳量的目的D.炼铁过程中碳参加反应,只起着产生CO的作用AD36炼钢的方法方法:转炉、电炉、平炉。氧气顶吹转炉炼钢法(1)转炉的构造(2)原料:生铁(液态)、氧气、适量的造渣材料(如生石灰等)、脱氧剂。(3)热源:依靠熔融铁水中的杂质等被氧气氧化所放出的热量,不需要燃料。问题问题1:为什么要用:为什么要用纯氧来代替空气炼

35、纯氧来代替空气炼钢?钢?问题问题2:炼钢过程中:炼钢过程中产生的大量棕色烟产生的大量棕色烟气其主成分是什么气其主成分是什么?能否直接排放?能否直接排放?答答1:因为用纯氧代替空:因为用纯氧代替空气可以克服由于空气里的气可以克服由于空气里的氮气的影响而使钢质变脆氮气的影响而使钢质变脆以及痰气排出时带走热量以及痰气排出时带走热量的缺点。的缺点。2:主要成分是氧化铁尘:主要成分是氧化铁尘粒和高浓度的粒和高浓度的CO气体等。气体等。不能直接排放,必须净化不能直接排放,必须净化回收,综合利用。回收,综合利用。37FeFe2+Fe3+弱氧化剂:弱氧化剂:H+、Cu2+、S、I2、Fe3+强氧化剂强氧化剂C

36、l2、Br2、HNO3Cl2、Br2、HNO3铁三角的关系:铁三角的关系:2FeCl2+Cl2=2FeCl3Fe2(SO4)3+Cu=2FeSO4+CuSO4 Fe2+CuFe+Cu2+=Fe2+H2Fe+2H+=FeSFe+S=Fe+Cl2=Fe+Br2=Fe+HNO3=381 1下下列列化化合合物物不不能能用用金金属属和和非非金金属属单单质质反反应应制制得的是得的是(A)CuCl2(B)FeCl2(C)Al2S3(D)FeS2 2下列说法中正确的是下列说法中正确的是( )( )(A)铁是黑色金属,所以断口是黑色的铁是黑色金属,所以断口是黑色的(B)铁是第铁是第B族元素,也是过渡元素族元素,

37、也是过渡元素(C)在自然界中无游离态的铁存在在自然界中无游离态的铁存在(D)自然界里含铁的矿物质叫铁矿石自然界里含铁的矿物质叫铁矿石39铁和铁和HNO3反应不放出反应不放出H2若若HNO3过量,生成的盐是过量,生成的盐是若若铁无剩余,则生成的盐可能是铁无剩余,则生成的盐可能是或或或或,若反应,若反应铁有剩余,生成的盐是铁有剩余,生成的盐是(3)在)在FeCl2溶液中投入一块溶液中投入一块Na,反反应结束后过滤,把滤渣放入坩埚中加热应结束后过滤,把滤渣放入坩埚中加热,最后得到的固体是,最后得到的固体是Fe(NO3)3Fe(NO3)3Fe(NO3)2两者混合物两者混合物Fe(NO3)2Fe2O34

38、0(探讨)(探讨)在化学反应中,铜元素可表现为在化学反应中,铜元素可表现为0、1、2价。价。(1)在西汉古籍中曾有记载:曾青得铁则化为铜)在西汉古籍中曾有记载:曾青得铁则化为铜【即:即:曾青(曾青(CuSO4)跟铁反应就生成铜)跟铁反应就生成铜】。试写出该反应的化学方程式:试写出该反应的化学方程式:(2)铜铜器器表表面面有有时时会会生生成成铜铜绿绿【Cu2(OH)2CO3】,这这层层铜铜绿绿可可用用化化学学方方法法除除去去。试试写写出出除除去去铜铜绿绿而而不不损损伤伤器器物物的的反反应应的化学方程式:的化学方程式: 413、铁的氧化物和氢氧化物、铁的氧化物和氢氧化物、铁的氧化物中、铁的氧化物中

39、呈红棕色呈红棕色、铁的氧化物与强氧化性酸(、铁的氧化物与强氧化性酸(HNO3)反应时均得到什么反应时均得到什么 产物?产物?、如何制备、如何制备Fe(OH)2?简述实验过程简述实验过程并写出方程式并写出方程式、 Fe(OH)2 、 Fe(OH)3受热时受热时有什么变化?有什么变化?Fe2O3Fe(NO3)3Fe(OH)2 Fe(OH)3Fe2O3O242练习练习1 1、一根质量为、一根质量为1010g g的铁钉,投入一定浓的铁钉,投入一定浓度的度的CuSOCuSO4 4溶液中,过一段时间后取出溶液中,过一段时间后取出铁钉,洗净干燥后称其质量为铁钉,洗净干燥后称其质量为1212g g。请请计算生

40、成的计算生成的CuCu的质量为多少?的质量为多少?2 2、完成下列方程式、完成下列方程式(1 1)FeFe与与O O2 2、ClCl2 2、BrBr2 2、I I2 2、S S(2 2)FeFe与水蒸气、与水蒸气、H H2 2SOSO4 4、HNOHNO3 3433、铁和某些物质反应时,由于条件或反应物、铁和某些物质反应时,由于条件或反应物的用量不同,所得产物不同。如的用量不同,所得产物不同。如 (1)铁和水:在常温下反应)铁和水:在常温下反应发生,但在发生,但在潮湿的空气中有潮湿的空气中有CO2存在,铁发生存在,铁发生在高温条件下,铁和水蒸气反应生成在高温条件下,铁和水蒸气反应生成(2)铁和

41、酸:铁和非氧化性酸反应生成)铁和酸:铁和非氧化性酸反应生成离子,放出离子,放出;铁在常温下和浓铁在常温下和浓H2SO4、浓浓HNO3反应,反应,原因是原因是不不吸氧腐蚀吸氧腐蚀Fe3O4Fe2+H2不不铁被钝化铁被钝化44(3)步骤)步骤C是为了除去是为了除去Fe3+、Cu2+等等杂质,冲稀静置时发生的化学反应是(杂质,冲稀静置时发生的化学反应是( )a 置换反应置换反应 b水解反应水解反应 c 氧化还原反应氧化还原反应产生沉淀物的化学式是产生沉淀物的化学式是_bFe(OH)3Cu(OH)245(探讨探讨)FeCl3的浓溶液溶解的浓溶液溶解Cu粉的离子方程式如下:粉的离子方程式如下:2Fe3+

42、Cu=2Fe2+Cu2+,现在现在FeCl3溶液中加入溶液中加入ag铜铜粉,搅拌使之完全溶解,再向其中加入粉,搅拌使之完全溶解,再向其中加入bg铁粉充分后过铁粉充分后过滤得滤渣滤得滤渣cg。若已知若已知ab,试推断试推断cg滤渣是什么物滤渣是什么物质?由此推出上述滤液中存在哪些阳离子?写出简要推质?由此推出上述滤液中存在哪些阳离子?写出简要推断过程。断过程。46【解析】本题主要考查分析判断能力和【解析】本题主要考查分析判断能力和科学语言表达能力科学语言表达能力发生的反应有(发生的反应有(1)2 Fe3+Cu=2Fe2+Cu2+(2)2 Fe3+Fe=3Fe2+(3)Fe+Cu2+=Fe2+Cu

43、根据根据a、b、c的大小关系的大小关系abc分析出分析出铁粉全部溶解,铜部分被置换,溶液中无铁粉全部溶解,铜部分被置换,溶液中无Fe3+(若铁粉过量则铜全部被置换若铁粉过量则铜全部被置换ca不不合题意合题意)所以)所以滤渣的成分为滤渣的成分为Cu,溶液中含溶液中含Cu2+、Fe2+。具体讨论如下:具体讨论如下:47(1)2 Fe3+Cu=2Fe2+Cu2+(2)2 Fe3+Fe=3Fe2+(3)Fe+Cu2+=Fe2+Cu(1)若)若cg滤渣为铁粉和铜粉,则溶液滤渣为铁粉和铜粉,则溶液中中Cu2+被完全置换:过量铁粉被完全置换:过量铁粉+铜粉质铜粉质量(量(ag)ag不合题意不合题意(2)若)若cg滤渣为铁粉,则必有铜被置滤渣为铁粉,则必有铜被置换,不合题意换,不合题意(3)若)若cg滤渣为铜粉,则溶液中滤渣为铜粉,则溶液中Cu2+被部分置换,且溶液中含有被部分置换,且溶液中含有Cu2+、Fe2+符合符合abc关系及反应原理关系及反应原理481 1、区分还原铁粉和氧化铜粉末的最简单方法是?、区分还原铁粉和氧化铜粉末的最简单方法是?2 2、下列物质可用铁桶盛装的是:、下列物质可用铁桶盛装的是:A、B、C、D、3、将铁粉撒入下列溶液中充分反应后,、将铁粉撒入下列溶液中充分反应后,溶液的质量增加但无气体放出的是:溶液的质量增加但无气体放出的是:A、B、C、D、4950

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