5.铁铜的获取及应用.docx

让更多的孩子得到更好的教育第5节 铁铜的获取及应用【知识理解】1. 掌握铁铜的性质及用途2. 掌握Fe2+、Fe3+ 的性质及转化3. 掌握检验 Fe2+、Fe3+ 的常用方法 【知识应用】一、从自然界中获取铁和铜（一）铁和铜在自然界中的存在 铁和铜在自然界主要以 化合态 的形式存在。常见的铁矿 磁铁矿 (主要成分为Fe3O4)、 赤铁矿 (主要成分为Fe2O3)等；常见的铜矿有 黄铜矿 (主要成分为CuFeS2)、 孔雀石 主要成分为CuCO3Cu(OH)2等。此外铁在自然界中还以 游离态 的形式存在于陨铁中。（二）工业炼铁 工业炼铁的原理是利用 氧化还原 反应，用 还原剂 将铁从铁矿石中还原出来。1原料 铁矿石 、焦炭 、空气 、石灰石 等。2设备 炼铁高炉。3反应原理 用还原剂将铁从其化合物中还原出来。4工艺流程 从高炉下方鼓入空气与焦炭反应产生 二氧化碳 ，并放出大量的热量；二氧化碳再与灼热的 焦炭 反应，生成 一氧化碳 ；一氧化碳 在高温下将氧化铁还原为铁。有关反应的化学方程式：CO2 CO2 ； CO2C 2CO ； Fe2O33CO 2Fe3CO2 。除去铁矿石中含有的SiO2 石灰石在高温下分解生成氧化钙和二氧化碳，氧化钙与铁矿石中的二氧化硅等反应生成炉渣，有关反应的化学方程式： CaCO3 CaOCO2 ；CaOSiO2 CaSiO3 。炉渣的密度比铁水小，故浮在铁水上面，分离可得铁水。（三）工业炼铜1用黄铜矿炼铜 工业上用高温分解黄铜矿的方法获得铜。粗铜中铜的含量为 99.5%99.7% 。含有 Ag、Au、Fe、Zn 等杂质。2粗铜的精炼 电解精炼铜的原理是让 粗铜 作阳极，失电子变为Cu2，在阴极上用 纯铜 作阴极即可得 精铜 。电解精炼得到的铜，其含量高达 99.95%99.98% 。3生物炼铜 矿堆浸铜法 是一种已被人们沿用了几百年的生物炼铜方法，直到最近，生物工程学家才认识到是微生物在帮助我们从矿石中提取铜。【课堂练习】1、如果要使Fe2O3还原为Fe，除CO外，还可选用哪些还原剂？你能写出化学方程式吗？将Fe2O3还原成Fe除了可用CO外，还有H2、C等非金属单质，或者Al等较活泼的金属。3C2Fe2O3 3CO24Fe2AlFe2O3 Al2O32Fe生铁和钢在含碳量方面有什么区别？直接冶炼的铁含2%4.5%的碳，称为生铁。生铁还要进一步冶炼去碳，制得含碳量Cu2Fe2还原性：Fe2 具有还原性（三）铁及铜的化合物的应用 铁的化合物的应用十分广泛。如氧化铁红颜料跟某些油料混合，可以制成防锈油漆；碱式氯化铁或碱式硫酸铁是优良的净水剂；磁性材料大多数是含铁的化合物；我国重点开发的透明氧化铁系列颜料，属于纳米级材料，具有 无毒 、无味 、高吸附性 、高透明度 、 高着色力 等优点。 铁元素是维持生命不可缺少的微量元素，虽然人体中铁元素的量只有 35g ，但铁元素在人体中却发挥着重大的作用。人体内的铁元素大部分存在于 血红蛋白 内，起着运输氧气、二氧化碳的作用，铁的化合物还在人体内的氧化还原反应中起传递电子的作用。人体如果缺铁，则会引起贫血等疾病。 铁的不同价态间的相互转化，在生活、生产和科学研究中有着广泛的应用。如在配制Fe2的溶液时，常常向Fe2的溶液中加入少量 铁粉 ，使被氧气氧化形成的Fe3转化成Fe2：Fe2Fe3=3Fe2；为除去废水中的Fe2，常将废水中的Fe2氧化成Fe3，并通过调节溶液的pH使Fe3转化成Fe(OH)3沉淀：4Fe2O22H2O8OH=4Fe(OH)3；应用FeCl3溶液与铜的反应制作电路板：2Fe3 Cu =2Fe2 Cu2 。 由于铜盐能杀死某些细菌，因此人们常用硫酸铜抑制游泳池水中藻类的生长，以保持池水的澄清透明。稀的硫酸铜溶液还可以用于杀灭鱼体上的寄生虫，治疗鱼类皮肤病和鳃病等。用做杀虫剂的波尔多液为 CuSO4 和 Ca(OH)2 的混合溶液。三、Fe3和Fe2检验方法的实验探究 1检验Fe3、Fe2的实验检验离子Fe3Fe2操作方法实验现象溶液变血红色无明显现象滴加氯水溶液变血红色离子方程式Fe33SCN=Fe(SCN)32Fe2Cl2=2Fe32ClFe33SCN=Fe(SCN)3结论Fe3遇SCN显血红色，可利用此现象检验Fe3Fe2和SCN不反应，通入Cl2后，Fe2被氧化成Fe3，可用先滴加KSCN再通Cl2的方法检验Fe22 Fe3、Fe2的鉴别方法方法Fe3Fe2溶液颜色(棕)黄色浅绿色加碱溶液现象红褐色沉淀白色沉淀灰绿色沉淀红褐色沉淀离子方程式Fe33OH=Fe(OH)3Fe22OH=Fe(OH)24Fe(OH)2O2+2H2O=4Fe(OH)3加KSCN溶液现象显红色(常用方法)无明显现象，再加氯水显红色离子方程式Fe33SCN=Fe(SCN)32Fe2Cl2=2Fe32ClFe33SCN=Fe(SCN)3【课堂练习】1、 能否用铁制容器盛放浓硫酸？2、为什么在实验室配制的FeSO4溶液中常加入少量铁粉？3、鉴别Fe2时，不能先加氯水，后加KSCN溶液，为什么？4、在FeCl3溶液里加入铁粉，溶液逐渐变为浅绿色，写出有关反应的离子方程式。 在FeCl2溶液里滴加氯水，溶液逐渐变为棕黄色，写出有关的离子方程式。5、能否用稀盐酸除去铜绿？；为什么能用FeCl3溶液腐蚀印刷电路铜板？6、下列溶液有时会显黄色，其中是由于久置时被氧化而变色的是()A硫酸亚铁溶液B碘化钾溶液C工业盐酸 D浓硝酸7、将Na2O2投入FeCl2溶液中，可观察到的现象是() A生成白色沉淀 B生成红褐色沉淀 C有气泡产生 D无变化 8、已知A为常见的金属单质，根据下图所示的关系：(1) 确定A、B、C、D、E、F的化学式：A为_，B为_，C为_，D为_，E为_，F为_。(2)写出的化学方程式，、的离子方程式_。9、A、B、C是中学化学中常见的单质，常温下甲、乙两种化合物分别是黑色固体和无色液体，这些化合物和单质之间有如下所示关系。据此判断：(1)元素A有可变化合价，则单质A是_，化合物甲是_。(2)写出反应的化学方程式。10如图，当容器A中的反应开始后，若分别进行下列操作，请回答下列问题：(1)若弹簧夹C打开，B容器中会有什么现象发生？_。(2)弹簧夹C关上一会儿，容器A中的反应还在进行时，B容器中有什么现象发生？_ 写出B容器中有关反应的化学方程式：_。(3) 若先打开弹簧夹C一段时间，容器A中的反应在进行时，再关上弹簧夹C一会儿，B容器中有什么现象发生？_。11、将铁粉、铜粉、FeCl3溶液和CuCl2溶液混合于某容器中充分反应(假定容器不参与反应)。试判断下列情况下，溶液中存在的金属离子和金属单质。(1)若铁粉有剩余，则容器中不可能有的离子是_；铜单质_(填“一定”或“可能”)存在。(2)若氯化铜有剩余，则容器中还可能有的离子为_；铜单质_(填“一定”或“可能”)存在。(3)若氯化铁和氯化铜都有剩余，则容器中不可能有的单质是_，Fe2_(填“一定”或可能”)存在。12、Fe、Fe2、Fe3之间的“三角”转化(氧化还原反应)Fe的化合价为0，是最低价态，单质铁只表现还原性，Fe2中铁的化合价为2价，处于中间价态，Fe2既有氧化性，又有还原性，Fe3中铁的化合价为3价，为最高价态，Fe3只具有氧化性。(1)Fe Fe2：铁与氧化性较弱的非金属单质(如S)、非氧化性酸(如盐酸、稀硫酸)、不活泼金属的盐溶液(如CuSO4、AgNO3)反应，都能实现这种转化。另外还有2Fe3Fe=3Fe2。(2)Fe Fe3：铁与强氧化剂(如氯气、硝酸)在一定条件下会实现这种转化。(3)Fe2 Fe3：亚铁盐与强氧化剂(如氯气)反应。2Fe2Cl2=2Fe32Cl