铁、铜的获取及应用学案

专题3 第2单元铁、铜的获取及应用
§3-2-1 从自然界获取铁和铜
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1．了解铁、铜在自然界的主要存在形式和铁、铜的冶炼方法
2．掌握高炉炼铁、湿法冶铜的原理，体会铁、铜的冶炼对人类文明的重要。

重点：常见冶炼的原理、高炉炼铁的原理
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【主干知识】
人类最早发现的应用最广泛的两大金属是、
一、铁、铜的存在：
铁、铜在自然界中主要以的形式存在。

常见的铁矿有磁铁矿、赤铁矿，常见的铜铁矿有黄铜矿（CuFeS2）、孔雀石等。

完成课本72页的交流与讨论
生成铁的化学方程式生成铜的化学方程式
、
、
|
、
、
二、铁的获取
1．存在
(1)含量：铁元素在地壳中的含量居第____位。

(2)形态：主要以________形式存在，铁单质只有在______中存在。

2．铁的冶炼
根据下图所示实验室用一氧化碳还原氧化铁的实验装置，回答以下问题：
、
①反应过程中发生的现象是；
②气球的作用是。

石灰水
Fe2O3
CO
…
工业炼铁
(1)设备：____________。

(2)原料：________、________、__________、
__________等。

(3)原理：高温下，用__________把铁从铁矿 石中还原出来。

(4)主要反应：
①还原剂的生成：________________________，__________________。

②铁矿石的还原：_______________________________________________________。

③炉渣的形成：________________________________，____________。

；
(5)铁合金：
含C__________的为生铁，含C____________的为钢。

三、铜的获取
1．存在
(1)形态：__________及少量单质。

(2)常见铜矿石主要成分：黄铜矿__________、孔雀石__________________。

2．冶炼 (1)工业炼铜
}
工业上用高温冶炼黄铜矿（ ）得到铜。

由此冶炼得到的铜，其含量达到%～%。

通过 法精炼铜，同等含量可以达到%～%。

我国西汉时的炼丹家刘安所著《淮南万毕术》中记载“曾青得铁，则化为铜。

”铜盐遇到铁时，就有铜生成。

实质就是我们现在所说的：铁和可溶性铜盐发生的置换反应。

这一发现要比西方国家早1700多年。

在宋朝时采用这一方法炼铜已有相当规模，每年炼铜500吨。

这种炼铜方法在我国最早，是“湿法冶金”的先驱。

黄铜矿――→高温含Ag 、Au 、Fe 、Zn 等杂质的粗铜――→电解
精铜 (2)生物炼铜(矿堆浸铜法)
+O 2=CO 2
CO 2+C=2CO
3CO+Fe 2O 3
=2Fe+3CO 2
①原理：CuS ――→细菌O 2
____________――→Fe
Cu
②特点：成本低、污染小，反应条件简单
等。

—
知识点1 从自然界获取铁和铜
1．下列铁的化合物中，铁的质量分数最高的是( )
A ．FeS 2
B ．FeO
C ．Fe 2O 3
D ．Fe 3O 4
2．冶炼金属有下列方法：①焦炭法；②水煤气(或H 2、CO)法；③活泼金属置换法；④电解法。

相应的冶炼法古代有(Ⅰ)火烧孔雀石，(Ⅱ)湿法炼铜；现代有(Ⅲ)铝热法炼铁，(Ⅳ)从氯化镁中炼镁。

以下对应冶炼方法中，错误的是( )
A ．(Ⅰ)①
B ．(Ⅱ)②
C ．(Ⅲ)③
D ．(Ⅳ)④ 3．下列关于铁的叙述，错误的是( )
|
A ．纯净的铁是光亮的银白色金属
B ．铁能被磁铁吸引，在磁场作用下，铁自身也能产生磁场
C ．铁是地壳中含量最多的金属元素，所以分布在地壳中的铁有游离态也有化合态
D ．纯铁的抗腐蚀能力强，在干燥空气中不易被氧化
知识点2 铁和铜的性质及应用
4．下列化合物中，不可由两种单质直接化合得到的是( )
A ．Fe 3O 4
B ．FeCl 2
C ．Al 2O 3
D ．CuCl 2
5．下列金属中：①铁；②镁；③锰；④钒；⑤铬，可用铝热法制备的是( )
)
A ．①②④
B ．①②③⑤
C ．①③④⑤
D ．①②③④⑤
6．在化学反应中，铜元素可表现 0、＋1、＋2价。

(1)在西汉古籍中曾有记载：曾青得铁则化为铜[即曾青(CuSO 4)与铁反应就生成铜]。

试写出该反应的化学方程式：
________________________________________________________________________。

(2)铜器表面有时生成铜绿[Cu 2(OH)2CO 3]，这层铜绿可用化学方法除去。

试写出除去铜绿而不损坏器物的反应的化学方程式：_______________________________________。

;
§3-1-2 铁、铜及其化合物的应用
一、铜、铁及其化合物的性质及应用
》
1．铁的性质
(1)物理性质：________色有________光泽的固体，熔点____，具有良好的________性、________
性、________性，可以被________吸引。

(2)化学性质：
①与非金属单质的反应(如Cl2、O2)：
________________________________、____________________________________。

②与稀盐酸、稀硫酸反应的离子方程式：___________________________________。

③与某些盐的反应(如CuSO4溶液)：_______________________________________。

④钝化：常温下，铁、铝遇到浓HNO3、浓H2SO4时，表面生成________________而发生________，
从而阻止内部金属进一步发生反应。

[
2、铁的氧化物、氢氧化物
（1）．三种氧化物
化学式FeO Fe2O3Fe3O4
俗名'
色态
？
（2）.3．铜的性质
(1)物理性质：________色固体，具有良好的________性、________性和________性。

(2)化学性质：①与氯气、氧气的反应：________________________、2Cu ＋O 2=====△
2CuO 。

②与AgNO 3、FeCl3某些盐溶液的反应：__________________________________、_______ 4．铁、铜的应用
(1)铁广泛应用于工、农业生产生活中，是维持生命的微量元素之一。

》
(2)铁的化合物
a、__________用作颜料；
b、__________可作净水剂；
c、__________作磁性材料。

(3)铜可用于制作导线、水管、电器仪表等。

(4)铜盐可杀菌。

二、铁盐和亚铁盐
3＋
实验操作现象]
结论与应用
溶液的颜色由______色变成
______色含有Fe3＋的盐溶液遇到KSCN溶液
时，变成______色，可以利用该特
性检验Fe3＋的存在
溶液的颜色____
·
＋的氧化性
步骤(1)步骤(2)
实验
操作
—
实验
现象加适量铁粉振荡后，溶液变成
______色，再加KSCN溶液
__________
再滴加新制氯水后，溶液变成
____色
~
离子方程式Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋
2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－
Fe3＋＋3SCN－
===Fe(SCN)3
＋和Fe2＋的转化
Fe3＋遇到较强的______时，会被还原成Fe2＋，Fe2＋在较强的______的作用下会被氧化成Fe3＋。

转化类型…
实验方案
实验现象化学方程式
Fe2+ →Fe3+
Fe3+→
Fe2+
/
}
知识点1铁的氧化物
1．下列物质的性质和用途错误的是()
A．氧化铁是一种红棕色粉末，常用于制油漆和涂料
B．氧化铝是一种耐火材料，常用于制造耐火坩埚和耐火砖
C．氧化铜呈红色，可作为制造陶瓷的红色颜料
D．明矾可作净水剂
知识点2铁的氢氧化物
2．某溶液中有Fe3＋、Mg2＋、Fe2＋和Al3＋四种阳离子，若向其中加入过量的氢氧化钠溶液，搅拌后，再加入过量的盐酸，溶液中大量减少的阳离子是()
A．Fe3＋B．Mg2＋C．Fe2＋D．Al3＋
知识点3铁盐和亚铁盐
3．下列关于Fe2＋和Fe3＋的叙述中，错误的是()
A．Fe2＋的水溶液为浅绿色B．Fe3＋的水溶液为棕黄色
C．Fe3＋具有氧化性，Fe2＋既具有氧化性又具有还原性
D．Fe3＋溶液中滴入含SCN－的溶液，立即出现血红色沉淀
知识点4Fe3＋和Fe2＋的转化
4．要证明某溶液中不含Fe3＋，而可能含Fe2＋，进行如下实验操作时，最佳顺序是()
①加足量新制氯水②加足量KMnO4溶液③加少量KSCN溶液
A．①②B．③②C．③①D．①②③
知识点5Fe3＋的氧化性
5．印刷铜制线路板的“腐蚀液”为FeCl3溶液。

已知铜、铁均能与FeCl3溶液反应，反应方程式分别为Cu ＋2FeCl3===2FeCl2＋CuCl2，Fe＋2FeCl3===3FeCl2。

现将一铜、铁混合粉末加入到盛有FeCl3溶液的烧杯中，充分反应后烧杯中仍有少量固体，关于烧杯中物质组成的说法正确的是()
A．溶液中一定含FeCl3，固体一定是铁和铜B．溶液中一定含FeCl2，固体一定含铜
C．溶液中一定含FeCl2、CuCl2，固体一定含铜D．溶液中一定含FeCl2，固体一定是铁和铜
知识点6铜的化合物及其应用
6．试样X由FeO和CuO组成。

取质量相等的两份试样按下图所示流程进行实验。

(1)请写出步骤③中发生的全部反应的离子方程式：________________________________。

(2)若全部的溶液Y和全部的粉末Z充分反应后，生成的不溶物W的质量是m，则每份试样中CuO
的质量为__________________(用m表示)。