高中化学 专题3 从矿物到基础材料 第2单元 铁获取及应用学案 苏教版必修1

1、第二单元铁获取及应用(铜的获取及应用新课程标准不作要求，略)学习目标：1.了解从自然界中提取铁的方法和原理及常见金属的冶炼方法。2.了解铁的主要性质及应用。(重点)3.理解fe、fe2、fe3的相互转化及应用。(重难点)4.掌握fe2、fe3的检验方法。(重点)自 主 预 习·探 新 知1铁的存在形式(1)铁和铜在自然界中主要以化合态的形式存在。常见的铁矿有磁铁矿(主要成分为fe3o4)、赤铁矿(主要成分为fe2o3)、黄铁矿(主要成分为fes2)、菱铁矿(主要成分为feco3)等。(2)人们最早利用的单质铁均直接来自自然界。单质只存在于从天而降的陨铁中，所以古代人称铁为“天石”。2

2、铁的冶炼(1)铁的冶炼原理：高温下用还原剂将化合态的铁还原为游离态的铁。设备：炼铁高炉，如图所示。原料：铁矿石、焦炭、空气和石灰石。冶炼过程。 (2)金属冶炼的方法原理：把金属从化合态变为游离态的过程。常用方法有高温还原法、电解法和湿法冶金等。3铁及其化合物的性质及应用(1)铁的性质铁呈银白色，有金属光泽，可被磁铁吸引，是电和热的良导体。 (2)fe3的检验试剂为硫氰化钾(kscn)溶液。操作现象：加入kscn溶液，溶液变成血红色。反应式：fe33scn=fe(scn)3。(3)fe2与fe3的相互转化(写出离子方程式)fecl2溶液加氯水：2fe2cl2=2fe32cl。fecl3溶液中加入

3、fe、cu：2fe3fe=3fe2、2fe3cu=2fe2cu2。除杂、除去废水中的fe2的方案：废水中先加氧化剂把fe2氧化为fe3，然后再调节ph使fe3转化为fe(oh)3沉淀析出。基础自测1判断正误(正确的打“”，错误的打“×”)(1)自然界中不存在游离态的铁、铜。()(2)赤铁矿的主要成分为fe2o3。()(3)高炉炼铁的主要原料为铁矿石、焦炭、空气和石灰石等。()(4)高炉炼铁的反应中涉及置换反应。()(5)铁、铜遇到稀h2so4均可以反应。()(6)fe3和fe2可以用kscn鉴别。()(7)cu与fe3反应属于置换反应。()【答案】(1)×(2)(3)

4、15;(4)×(5)×(6)(7)×2(1)在试管中加入棕黄色的氯化铁溶液，再加入氢氧化钠溶液，观察到的现象是_，反应的离子方程式是_。(2)将fecl3溶液滴到印刷电路板上，反应的离子方程式为_。【答案】(1)生成红褐色沉淀fe33oh=fe(oh)3(2)2fe3cu=2fe2cu2合 作 探 究·攻 重 难金属的冶炼方法思考交流(1)写出用co、al还原fe2o3得到fe的化学方程式。【提示】3cofe2o32fe3co22alfe2o32feal2o3。(2)湿法炼cu是将fe投入cuso4溶液中，写出离子方程式。【提示】fecu2=cufe2。

5、(3)电解熔融al2o3、nacl制al和na，写出化学方程式。【提示】2al2o3(熔融)4al3o22nacl(熔融)2nacl2。(4)ag2o不稳定，受热分解制ag，写出化学方程式。【提示】2ag2o4ago2。金属冶炼的一般方法(1)电解法：适合冶炼金属活动性较强的金属(一般为金属活动性顺序表中铝及铝前面的金属)。(2)还原剂法：用还原剂(co、c、h2、al等)还原金属氧化物，适合冶炼金属活动性顺序表中zn到cu之间的大多数金属。(3)热分解法：适合于冶炼金属活动性较差的金属。如hg、ag等。(4)在工业上还有一种冶炼方法叫作湿法冶炼，即利用活泼金属把不活泼金属从它的盐溶液中置换出

6、来。对点训练1下列关于金属冶炼的说法正确的是 ()a金属冶炼的本质是将化合态金属还原为游离态，冶炼方法由金属的活动性决定bcu的湿法冶炼是将金属钠投入到cuso4溶液中，从而置换出铜cfe通常采用热还原法冶炼，加入石灰石的目的是除去过量的碳d由于al的活动性强，故工业上采用电解熔融氯化铝的方法生产铝ab项，na与盐溶液反应时，na与h2o先反应，不能置换出cu；c项，石灰石是造渣除去sio2；d项，alcl3熔化不电离、不导电，不能电解熔融alcl3制取al。2冶炼金属常用以下几种方法：以c或co、h2作还原剂还原；电解法；热分解法；铝热反应。现有下列金属：al、mg、cu、hg，试标明适宜的

7、冶炼方法。al_；mg_；cu_；hg_。【解析】mgcl2mgcl2；2al2o34al3o2；cuococuco2；2hgo2hgo2。【答案】fe、fe2、fe3的转化及fe2、fe3的检验思考交流(1)fefe2的常见试剂有哪些？【提示】h、cu2、fe3等。(2)fefe3的常见试剂有哪些？【提示】cl2、hno3等。(3)fe2fe3的常见试剂有哪些？【提示】cl2、o2、h2o2、clo等。(4)fe3fe2的常见试剂有哪些？【提示】i、s2、cu、fe等。(5)证明溶液中含有fe3的方法有哪些？指出所用试剂。【提示】法1：显色法，加kscn溶液，溶液显红色。法2：沉淀法，加na

8、oh溶液，有红褐色沉淀。(1)fe2、fe3、fe之间的相互转化关系fe只具有还原性。可被弱氧化剂(h、s、i2、cu2、fe3等)氧化成fe2，被强氧化剂(cl2、br2、o2、hno3等)氧化成fe3。fe2既有氧化性又有还原性。可被强氧化剂cl2、o2、br2、h2o2、hno3、浓h2so4、kmno4(h)等氧化为fe3；可被还原剂(al、zn、co、c等)还原为fe。fe3一般只具有氧化性，可被还原剂(fe、cu等)还原为fe2，被强还原剂(al、zn、co等)还原为fe。(2)fe2、fe3的检验方法fe3检验：取少量溶液于试管中，滴加kscn溶液，溶液变成血红色。fe2检验：取

9、少量溶液于试管中，滴加kscn溶液，溶液不变色，再滴加氯水或双氧水，溶液变成血红色。含fe2和fe3的溶液中检验fe2，取少量溶液于试管中，滴加酸性kmno4溶液，溶液紫色褪去，证明溶液中含有fe2。提醒：fe(scn)3不是沉淀，溶液中fe3遇scn的现象是溶液变成血红色而不是血红色沉淀。fe2为浅绿色，fe3为棕黄色。对点训练3把铁粉、铜粉置于fecl3溶液中，充分反应后加入kscn不显红色，下列情况不能成立的是()a铁不剩余，cu剩余b铁、铜均剩余c铁剩余，含cu2 d铜剩余，含fe2c最后溶液中无fe3，可能情况有：fe、cu全剩余；fe反应完，cu剩余；fe、cu全反应完。4下列物质

10、反应后一定有fe3生成的是 ()过量的fe与cl2反应fe与过量稀硫酸反应fecl2溶液中通入少量cl2fe和fe2o3的混合物溶于盐酸中a只有 b只有c只有 d全部【答案】b5向某溶液中加入含fe2的溶液后，无明显变化，当再滴加几滴新制氯水后，混合液变成血红色，则下列结论中正确的是()a该溶液中一定含有kscnb氧化性：fe3cl2cfe2与scn不能形成血红色物质dfe2被氯水还原为fe3c与fe3形成血红色溶液的只有scn，因此该溶液中一定含有scn，但不一定是kscn，也可能是nh4scn，a项错误；根据反应cl22fe2=2cl2fe3，由于氧化剂的氧化性氧化产物的氧化性，所以氧化性

11、：cl2fe3，b项错误；d项错在“还原”，应该是fe2被氯水氧化为fe3。当 堂 达 标·固 双 基1下列说法正确的是()a高炉炼铁用于还原氧化铁的还原剂是焦炭b炼铁时，加入石灰石的作用是促进氧化铁的还原c我国最先应用的金属是铜d用于电气工业的纯铜是由黄铜矿冶炼直接得到的ca项，还原剂是co不是焦炭；b项，石灰石作熔剂，形成炉渣；d项，直接得到的是粗铜。2为了除去硫酸铜溶液中含有的fe2杂质，先加入合适的氧化剂使fe2氧化为fe3，下列物质中最好选用()ah2o2溶液bkmno4溶液c氯水 dhno3溶液a除杂过程中不能引入新的杂质，故选h2o2。3能与fe3反应，且能证明fe3具

12、有氧化性的是()scnfefe2cuznoha bc dbfe3表现氧化性的反应是与还原剂反应如fe、cu、zn等。4要证明某溶液不含fe3而可能含有fe2。进行如下实验操作时的最佳顺序是()加入足量氯水加入足量的酸性kmno4溶液加入少量kscn溶液a bc dc先用kscn检验fe3，然后加氧化剂氧化可能含有的fe2，确定fe2的存在，酸性kmno4溶液的颜色为紫色干扰红色。5已知al、cu、hg三种金属分别用如下方法冶炼：2al2o3(熔融)4al3o2 h2cuocuh2o2hgo2hgo2(1)分析以上信息，可总结出金属的冶炼方法与其金属性强弱之间的关系是_。(2)利用(1)中的结论，并结合题目信息，写出工业上用cacl2冶炼金属钙的化学方程式：_。(3)在某些特殊环境下，往往用铝热反应来冶炼一些难熔金属，请写出据此法用mno2冶炼金属锰的化学方程式：_。【解析】(1)金属的冶炼方法与金属在自然界中的存在状态、金属活泼性有关。一般来说，非常活泼的金属一般采用电解法冶炼(如k、ca、na、mg、al等)，中等活泼的金属一般用热还原法冶炼(如zn、fe、sn、pb、cu等)，不活泼的金属一般用热分解法冶炼(如hg等)。(2)ca是非常活泼的金属，工业上用电解熔融cacl2的方法冶炼。(3)金属铝和mno2发生置换反应生成单质锰和氧化铝。【答案】(1)非常活泼的