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_第1页
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文档简介

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

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