苏州中学园区高一化学苏教版《从自然界获取铁和铜》学案

高一年级化学学科学案

从自然界获取铁和铜

班级_______姓名_________学号_______

[学习目标]

1. 了解铁、铜在自然界的主要存在形式

2．掌握高炉炼铁的化学原理，简单了解湿法炼铜的过程。

[课前检测]

1、下列物质中既能与盐酸反应又能与氢氧化钠溶液反应的是（）①Al②Al2O3③Al（OH）

④NaHCO3⑤NaAlO2⑥(NH4)2CO3⑦NH4HCO3⑧Mg⑨Fe2O3⑩NaHSO4

3

A．全部 B.①②③④⑥⑦⑧ C. ②③④⑥⑦⑧⑩ D.①②③④⑥⑦

[情景设计1]铁铜是人类使用最早、应用最为广泛的两种金属，人类历史上就有铁器时代和青铜器时代。人类首先发现并应用的是铜而不是铁，你知道为什么吗？

[情景设计2]铁铜在日常生活中应用十分广泛，你知道他们主要以什么形态存在于自然界吗？

[归纳小结]

一、铁、铜的存在：

铁、铜在自然界中主要以的形式存在于自然界。常见的有磁铁矿、赤铁矿。铁元素在地壳中的含量为4.65%，我国有丰富的铁矿资源，但品位不高。常见的铜铁矿有黄铜矿____________、孔雀石________等。

[情景设计3]你知道如何将铁、铜从化合态转化成游离态吗？请回忆学过的知识，尽可能多的写出实现上述转化的方程式。

[情景设计4]铁铜是重要的基础金属材料,工业上是怎样将化合态的铁铜转化为单质的?

[归纳小结]二．铁、铜的工业生产

(1)高炉炼铁

①原理：在高温下，用___________________把铁从铁矿石中还原出来。②原料：_____________________________________________________________。

③设备：___________________。

④主要反应：

A．还原剂的生成_________________________________________________________。

B．铁矿石的还原_________________________________________________________。

C．炉渣的形成____________________________________________________________。

⑤产品：含碳2％～4.5％的________________，将生铁进一步炼制，就可以得到用途更

广泛的________(含碳0.03％～2％)

(2)铜的冶炼

①工业炼铜 黄铜矿（___________） 粗铜 精铜

②生物炼铜：原理：CuS CuSO 4 Cu

[知识拓展] 金属的冶炼

1．从矿石中提炼金属的一般步骤：

①选矿（矿石的富集、除杂质，提高有用成分含量）；②冶炼；③精炼提纯。

2．冶炼金属常用方法

(1)加热法——加热金属的氧化物和硫化物，使其分解出金属，例如Ag 2O 2Ag ＋O 2，

适用于冶炼稳定金属。

(2)还原剂法——用还原剂把金属从化合物种还原出来。常见的还原剂有H 2、CO 、C 、Al

等。例如：Fe 2O 3＋CO ——_________________________________________，

WO 3＋H 2——___________________________________________，

Cr 2O 3＋Al ——__________________________________________。

(3)电解法——用电流使金属还原，适用于冶炼活泼金属。

K Ca Na Mg Al Mn Zn Cr Fe Ni Sn Pb H Cu Hg Ag Pt Au

[典型例题]

1．下列物质中，不能由Fe 跟非金属单质直接化合而成的是 （ ）

A Fe 3O 4

B FeS

C FeCl 3

D FeCl 2

2. 常温下，不能用铁制容器存放的物质是 （ ）

A 浓H 2SO 4

B 稀硝酸

C CuSO 4溶液

D 浓硝酸

3下列关于铁的叙述中错误的是 （ ）

A 纯净的铁是光亮的银白色金属

B 铁能被磁体吸引

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 常温下，铁与浓HNO 3不反应

[课外练习]

1.下列反应能通过置换反应生成铁的是 ( )

(1)Zn+Fe Cl 2(溶液) (2)Na+FeSO 4(溶液) (3)Fe 2O 3+CO(高温)(4)Fe 3O 4+H 2(加热) (5)Al+Fe 2O 3(引燃)

A.(1)(3)(4)(5)

B.(1)(2)(3)

C.(1)(4)(5)

D.(1)(2)(3)(4)(5)

2.生物炼铜实际上是微生物帮助我们从矿石中提取铜.这些”吃岩石的细菌”能利用空气中的

氧气将不溶性的CuS 转化为可溶性的铜的化合物,该化合物是 ( )

A.碳酸铜

B.硝酸铜

C.硫酸铜

D.氢氧化铜

3.下列物质中，不属于合金的是 ( )

A ． 硬铝

B ．黄铜

C ． 钢铁

D ．金箔

4．下列四种工业生产：①用海水为原料制镁；②冶炼生铁；③制漂白粉；④从海带中提取碘。

要用石灰石作为一种原料的 ( ) A ．只有① B ．只有①②③ C ．只有②③ D ．全部 5．在氧化铜和氧化亚铜的混合物中,铜与氧元素的质量比为5:1,两氧化物的物质的量之比为

( )

A. 2:3

B. 1:3

C. 1:4

D.3:1

△

高温 （ ） （ ） （ ）

6．下列金属在潮湿的空气中最容易生锈的是( ) A．纯锌B．生铁C．金D．铝

7．为了确定几种物质化学性质活泼性强弱，某同学做了如下实验：有A、B、C、D四种金属，A、B与酸反应放出氢气，C、D不能；A与B接触放在潮湿空气中，B被腐蚀；将C浸入D的盐溶液，C表面有D析出。则四种金属的化学性质由强到弱的顺序是( )

A．A、B、C、D B．B、A、C、D C．B、A、D 、C D．C、D 、B、A 8．在含有Cu（NO3）2、Mg（NO3）2和AgNO3的溶液中加入适量锌粉，首先置换出的是（）

A.Mg

B. Cu

C. Ag

D. H2

9．CuS和Cu2S都能溶于硝酸，它们高温灼烧的产物相同，以下鉴别CuS和Cu2S两种黑色粉末的方法合理的是( )

A .将两种样品分别溶于硝酸，区别反应快慢

B.将两种样品分别溶于硝酸，区别溶液的颜色

C.取两种同质量的样品分别在高温灼烧，区别残留固体的质量

D.取两种同质量的样品分别在高温灼烧，区别残留固体的颜色

10．由FeSO4和Fe2(SO4)3组成的混合物中，含硫为a％，则所含铁的质量百分含量为

( )

A.3a％

B.(100-2a)％

C. 20％

D. 1-3a％

11．在Fe、Fe2+、Fe3+三种粒子中，具有相同的( ) A. 质子数 B. 最外层电子数 C. 化学性质 D. 电荷数

4．现有2 mol/L的盐酸和硫酸溶液各100 mL，分别加入等质量的铁粉，反应结束时，所生成的气体质量比为2∶3，则往酸中加入的铁粉的质量为（）A．8.4 g B．5.6 g C．2.8 g D．16.8 g

12．Fe是地壳中含量很丰富的元素，也是生物体所必需的元素。

自然界中铁矿石主要有赤铁矿和磁铁矿，金属铁是在高炉中冶炼的，高炉炼铁除了加入铁矿石外，还需加入焦炭和石灰石。请填空：

①写出磁铁矿主要成分的化学式：____________ 。

②写出赤铁矿被还原成铁的化学方程式：____________________________ 。

③写出焦炭在高炉中参与反应的两个化学方程式：______________________ ，______________________。

④写出CaCO3在炼铁过程中的两个化学方程式：________________、_______________ 。13．除去下列物质中混有的少量杂质应用怎样化学方法，写出有关反应的离子方程式。（1）铜粉中混有铁粉:

、。（2）铁粉中混有铝粉:

、。（3）FeCl2溶液中混有CuCl2

、。14．在一定条件下可实现下图所示物质之间的变化

请填写以下空白:

1)孔雀石的主要成份是CuC O3·Cu(OH)2(碱式碳酸铜)受热易分解。上图中的F是

(2)写出明矾溶液与过量的NaOH溶液反应的离子方程式

(3)图中所得G和D都为固体混合后在高温下可发生反应写出该反应化学方程式

(4)每生成1mol D同时生成mol E

15．现有铁的氧化物16g,用足量CO还原后,将产生的CO2全部用澄清石灰水吸收,得到沉淀30g,问铁的氧化物可能是什么?