高三化学学科一体化教学案：课时25(教师)铁铜的获取及应用

1、高三化学学科一体化教学案：课时25（教师）铁铜的获取及应用编写人景均编号25课时课时25铁、铜的猎取及应用.专题三从矿物到基础材料一、考纲要求：1 .了解过渡金属铁的原子结构及其在周期表中的位置。2 .把握过渡元素铁及其重要化合物的要紧性质、相互转化及其应用。3 .重点把握依照氧化还原的原理进行有关铁及其化合物的相关运算。培养分析、综合、归纳自询题的能力和解决咨询题的能力。二、知识结构：一、铁的存在和冶炼1 .铁的存在：铁是地壳中最丰富的元素之一，含量为4.75%,在金属中仅次于铝。铁分布专门广，能稳固地与其他元素结合，常以氧化物的形式存在，有赤铁矿（要紧成分是££&

2、;）、磁铁矿1要紧成分是西色）、褐铁矿（要紧成分是FezOQMO）、菱铁矿（要紧成分是FeCO3）、黄铁矿（要紧成分是屿）、钛铁矿（要紧成分是FeTiCh）等。土壤中也含铁1%6%。2 .铁的冶炼：金属矿物变成金属的过程，叫做金属的冶炼。炼铁的要紧原理是在高温条件下，用CO作还原剂将铁矿石中的铁还原出来:原料：铁矿石、焦炭、石灰石、空气设备：高炉赤铁矿炼铁要紧反应可用化学方程式3co+FezOj釐2Fe+3CO?表示:磁铁矿炼铁要紧反应可用化学方程式4CO+Fe3O4.3Fe+4c02表示。要紧反应：C+O?2co+O?2coz3co+FezOwflftzFe+3cozCaCCh迤辿CaO +

3、CQ2 tCaO +SiO2&&CaSiCh尾气要紧成分：8和二、铁的结构、性质1 .原子结构：（26）"七铁是爽朗的过澹元素，铁位于第四周期第皿族，原子结构示意图为：电子排布式为：Is22s22P63s23M3d64s2,价电子排布式为：3d64s2常见的化合价有也和生2 .物理性质:（1）纯铁晶体具有银白色光泽（铁粉为黑色）、质地较软、密度大，熔沸点高，常用铁含碳等杂质，熔点降低，抗蚀力减弱。（2）具有一样金属的物理通性：具有良好的延展性、导电、导热性较好。它还有与其它金属不同的物理性质，它能被磁铁吸引。3 .化学性质（较爽朗）铁是较爽朗的金属，铁原子的最外层电子

4、数为2个，可失去2个或3个电子而显+2价或+3价，但+3价的化合物较稳固。Fe-2e=Fe2+Fe-3e=Fe（1） Fe-Fe2+：Fe+S=FeSFe+CuCh=Cu+FeCh,Fe+2FeCl3=3FeCl2Fe+2H+=Fe?”H；t摸索把5%铁加入含FeCb、FeCl2.CuCk的混合液中充分反应后过滤，滤出不溶物有铜，那么滤液中确信有阳离子上二，确信不存在阳离子生二，可能有阳离子（假设铁过量呢？）（2） Fe-Fe3+：铁丝在氯气中燃烧：a.反应原理：2Fa+3C”=£=2FeCUb.现象：铁丝在氯气中燃娱，生成重位的烟。加水振荡后，生成棕黄色溶液与强氧化性酸反应：a.冷

5、的浓HNOs或浓H2s04使铁发生钝化b.2.8克铁与160mllmol/L稀硝酸作用放出NO气体，那么在反应中HNO?共得电子0.08摩0（3） Fe-Fe3O4：3Fe+4H2O=Fe3O4+4H2J3Fe+2O2=Fe3O4归纳：铁的化学性面及必应后的赢物中.嬴2价4+3价的规湎市较弱耙化剂h2o、。2等高温如h、SAg+等Fe 铁被饨化而难溶解浓H2so八浓HNOa较强领化剂如。2出2、高卜03（足5&注意：Fe与HNO3等强氧化性物质反应，也有得到Fe?+的可能性（铁过量）三、课堂笔记：考点1:铁的存在和冶炼例1钢铁工业是国家工业的基础。2006年我国粗钢产量突破4亿吨，居世

6、界首位。某中学社会实践活动小组利用假期对当地钢铁厂进行了调研，对从矿石开始到钢铁产出的工艺流程有了全面的感性认识。请您对社会实践活动小组感爱好的咨询题进行运算：（1）将6.62g铁矿石样品投入适量的盐酸中（充分反应），过滤，然后在滤液中加过量的NaOH溶液，充分反应后，过滤、洗涤、灼烧得4.80gFezCh。现以该铁矿石为原料炼铁，假设生产过程中铁元素缺失4%,运算每生产l.OOt生铁（含铁96%）,至少需要这种铁矿石吨？（保留两位小数）（2）取某钢样粉末28.12g（假设只含Fe和C）,在氧气流中充分反应，得到CO?气体224mL标准状况）。运算此钢样粉末中铁和碳的物质的量之比为0再取三份不

7、同质量的钢样粉末分不加到100mL相同浓度的H2s。4溶液中，充分反应后，测得的实验数据如下表所示:实验序号IIIIII加入钢样粉末的质量/g2.8125.6248.436生成气体的体积/L1标准状况)1.1202.2402.800运算硫酸溶液的物质的量浓度为,假设在实验II中连续加入mg钢样粉末，运算反应终止后剩余的固体质量为?(用含m的代数式表示)答案：25.(1)解：6.62g铁矿石中铁的质量为皿f°)=4.80x爵=3.368生产1.001生需铁矿石的质量为：叫铁矿布产上%0=1.97,答：至少需要这种铁矿石1.973(28.128-0.12一Q224L-o0iowMG=O.

8、OlOwrfx12g的尸=0.12g(&j=56叱=50n(C)O.OlOo/r答：此钢样粉末中铁和碳的物质的量之比为50：1。依照实验川可得：Fe+H2SO4=FeSO4+H2T1mol22.4Ln(H2SO4)=0.125molc(H2SO4)=0-125/=L25moi,L-iO.IL答：硫酸溶液的物质的量浓度为l.25molLL当钢样粉末中的铁未全部溶解时(m>1.406g),剩余的固体质量为:(5.624g+mg)-0.125molx56g-mol-J=(m-1.376)g当钢样粉末中的铁全部溶解时(W1.406g，剩余的固体质量为:(5.624 + m).?x012g

9、28.12g答：当铁未完全溶解时，剩余固体的质量为(m-L376)g：当铁完全溶解时，剩余固体的质量为(5.624+m)x0.l2a28J2,感悟:考点2：铁的结构和性质例2A、B、C是中学常见的单质。甲、乙两化合物在常温下分不为黑色晶体和无色液体。这些化合物和单质之间的关系如下图。据此推断：+B0+乙1高温+c高温(1)假设元素A有可变化合价，那么单质A的化学式为。甲的化学式：。12)依照金属活动顺序表判定单质A和单质C活动性强弱：AC(填或简述乙反应如何才能充分进行？(3)中还能与另一种常见金属在一定温度下发生反应，并放出大量热，写出该反应的化学方程式：。(1) Fe；Fe3O4(2) ：

10、该反应一定条件下为可逆反应，不断通入Hz，导出水蒸气，使反应充分进行。(3) 3Fe3O4+8A14Al2O3+9Fe感悟：考点3：铁与酸反应例3将0.4mol铁粉逐步加入含硝酸0.8mol的稀硝酸中，反应生成气体的物质的量x随着消耗铁粉的物质的量y的关系如图，正确的选项是()解析：第一判定反应物之间量的关系，然后再分析运算。由铁与稀硝酸反应的化学方程式可知，铁与硝酸物质的量之比为3:8时，恰好完全反应。现铁过量，按硝酸的量运算生成NO的物质的量为0.2mol,消耗铁0.3mol,D图象正确。答案：D感悟四、疑难咨询题：1.2.五、作业练习：1 .常温下可盛放浓硫酸的容器是()A.NaB.Fe

11、C.AID.Mg2 .有一块铝铁合金，将其溶解于足量盐酸中，再加入过量NaOH溶液，在空气中静置至红褐色沉淀不再增加时，将沉淀滤出再灼烧至恒重，得到残留物的质量与原合金质量相同,那么合金中铝的质量分数是()A.22.2%B.30%C.75.5%D.80.6%3 .铁棒与石墨棒用导线连接后，浸入O.OlmolL的食盐溶液中，可能显现的现象是()A.铁棒邻近产生OHB.铁棒被腐蚀C.石墨棒上放出ChD.石墨棒邻近产生OH。4 .波尔多液不能用铁制的容器盛放，是因为铁能与农药中的硫酸铜起反应。在该反应中，铁是（）A.是还原剂B.氧化剂C.被还原D.还原产物5 .把生铁冶炼成碳素钢要解决的要紧咨询题是

12、A.除去生铁中的各种杂质，把生铁提纯B.适当降低生铁里的含碳量，除去大部分硫、磷等有害杂质C.用还原剂把铁的氧化物还原成铁D.加入合金元素改善生铁性能6 .将铁屑溶于过量盐酸后，再加入以下物质，会有三价铁生成的是（A.硫酸B.氯水C.硝酸锌D.氯化铜7 .把过量的铁粉加入稀硝酸中，其结果是（）A.不反应B.生成硝酸核C.生成硝酸亚铁D.生成硝酸铁8 .将铁片投入以下溶液中，铁片溶解且可使溶液的质量增加的是（）A.Na2s04溶液B.FeCh溶液C.Cu（NO3）2溶液D.稀硫酸9 .将铁片分不投入以下溶液中，无气体放出，但铁片溶解，溶液质量减轻，此溶液是（）A.稀HNO3B.ZnCb溶液C.C

13、11SO4溶液D.FeKSO方溶液10 .将大量铁粉溶于少量稀硝酸中，过滤后，所得离子浓度大小的顺序排列正确的选项是A.NO3->Fe2+>H+>OH-B.NOy>Fe3+>H+>OHC,Fe5+>NOf>H+>OHD.Fe2*>NO3>OH>H*11 .铁在元素周期表中的位置是第四周期W族,铁的原子序数为生其原子M电子层上有旦个电子，的离子结构示意图为，Fe3+最外层上有支个电子.12 .写出符合以下要求的化学方程式或离子方程式，有铁参加或生成的置换反应：不加热时，生成氢气，离子方程式为：Fe+2HBe2+H2t加热时，

14、生成氢气，化学方程式为：3Fe+4HzO=Fe"=+4Hzt湿法炼铜，离子方程式为：Fe/CiB=Cu+Fe?+焊接钢轨，化学方程式为：2A1+Fe2031M2Fe+AIQ13 .将一定量的铁粉加入到装有100mL某浓度的稀硝酸溶液的容器中充分反应。容器中剩余nrg铁粉，收集到NO气体448mL（标准状况下）;所得溶液中溶质的化学式。原硝酸溶液的物质的量浓度为mol/Lo（2）向上述固、液混合物中逐滴加入稀硫酸直到刚好不再产动气体为止，该气体遇空气变为红棕色，现在容器中有铁粉nwg。现在溶液中溶质的化学式omem的值为（运算精确到0.1g）。解析：（1）中发生的反应：3Fc+8HNO,-3Fc（NO,b+2NOT+4H故溶质为FaNOj）?，原硝酸溶液的物质的量浓度按NO的量运算为0.8iwl/L。（2）中发生的反应：3R+8H.+2NO；=3