二单元铁铜的获取及应用知识讲解
【高一】铁铜的获取及应用
【高一】铁铜的获取及应用第2单元课时2铁、铜及其化合物的应用一、学习目标（1）备考稳固已研习的铁、铜的物理及化学性质；自学铁、铜的代莱化学性质；学会用图示方法独立自主构筑铁的相同价态相互转变的关系。
（2）采用实验探究的方法，掌握fe3+、fe2+的性质及相互转化条件，体验自主实验探究过程，培养学生分析问题和解决问题的能力。
（3）重新认识化学与人类生产、生活的密切关系。
体会铁、铜及其化合物的采用对人类生产、生活及人类身体健康的关键促进作用。
二、重点与难点重点：铁、铜及其化合物的性质，fe3+与fe2+的相互转变。
教学难点：fe3+与fe2+的相互转化。
三、设计思路主要采用师生共同讨论、归纳知识与学生实验探究相结合的教学模式，通过回顾前面学习的知识来比较铜与铁性质上的异同，找出铁、铜反应后产物的不同与氧化剂强弱的规律，并通过实验探究fe2+、fe3+的性质以及fe2+、fe3+的相互转化关系，从而帮助学生构建“铁三角”关系。
四、教学过程【播放】古代的铁和铜制品。
(ppt2、3)【复述】古代的时候，人们已经晓得利用铁和铜制并作各种物品了。
提出诉讼“铁”，大家对它的第一感觉就是什么？【引导】虽然铁外表看起来是黑色的，其实，纯铁是银白色的，质软的。
【展现】一块铜片、一块铁片（用砂纸雕琢过）、一小瓶铁粉。
【提问】根据实物和我们生活中铁、铜的应用，归纳下铁铜的物理性质。
【探讨投影】一．单质的物理性质：（ppt4）共同点不同点铁具备金属光泽，密度很大，熔点较低，极易导电、热传导清澈的单质铁为银白色，存有较好的延展性，质地较硬的液态，可以被磁化铜铜具有与众不同的紫红色，质地较硬的固体【回答】在前面的自学中，我们已经介绍了铁、铜与其他物质出现的一些反应，恳请你概括一下这些反应。
【投影】（ppt5）二．单质的化学性质：铁铜与非金属反应2fe+3cl22fecl33fe+2o2fe3o4cu+cl2cucl2cu+o22cuo与盐酸反应fe+2hcl====fecl2+h2↑不反应与盐溶液反应fe+cuso4====cuso4+fecu+2agno3====cu(no3)2+2ag【复述】分析铁和铜分别与盐酸、氯气等反应的实验现象和产物，你有何辨认出?【鼓励】恳请同学们从水解还原成反应的角度回去思索：铁反应产物的化合价与什么因素有关？【小结】（ppt6）1．fe、cu在一定条件下可以与某些酸、非金属单质、某些盐溶液、某些还原剂等出现反应，在反应中当好还原剂。
【教育资料】18-19 专题3 第2单元 铁、铜的获取及应用学习精品
第二单元铁、铜的获取及应用学习目标：1.了解从自然界中提取铁、铜的方法和原理及常见金属的冶炼方法。
2.了解铁、铜的主要性质及应用。
(重点)3.理解Fe、Fe2＋、Fe3＋的相互转化及应用。
(重难点)4.掌握Fe2＋、Fe3＋、Cu2＋的检验方法。
(重点)[自主预习·探新知]1．铁、铜的存在形式(1)铁和铜在自然界中主要以化合态的形式存在。
①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常见的铜矿有孔雀石[主要成分为CuCO3·Cu(OH)2或Cu2(OH)2CO3]、黄铜矿(主要成分为CuFeS2)等。
(2)人们最早利用的单质铁和单质铜均直接来自自然界。
所不同的是铁单质只存在于从天而降的陨铁中，所以古代人称铁为“天石”，而铜则来自地球上自然存在的少量单质铜。
2．铁和铜的冶炼(1)铁的冶炼①原理：高温下用还原剂将化合态的铁还原为游离态的铁。
②设备：炼铁高炉，如图所示。
③原料：铁矿石、焦炭、空气和石灰石。
④冶炼过程。
(2)铜的冶炼与精炼①工业上主要采用高温冶炼黄铜矿(主要成分是CuFeS2)的方法获得铜。
用这种方法冶炼得到的铜，含铜量为99.5%～99.7%，还含有Ag、Au、Fe、Zn等杂质。
要达到电气工业生产用铜的要求，这种由黄铜矿高温冶炼得到的铜还必须经过电解精炼，其得到的铜，含铜量高达99.95%～99.98%。
②生物炼铜法利用某种能耐受铜盐毒性的细菌，这种细菌能利用空气中的氧气氧化硫化铜矿石，把不溶性的硫化铜转化为可溶性的铜盐。
(3)金属冶炼的方法①原理：把金属从化合态变为游离态的过程。
②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①试剂为硫氰化钾(KSCN)溶液。
铁铜的获取及应用苏教版
2018/11/27
可以用数轴表示：
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2. 注意不同范围产物的变化 nFe 1 (1) ≤ ，产物仅有 Fe(NO3)3，HNO3 可能有剩余。 nHNO3 4 nFe 3 (2) ≥ ，产物仅有 Fe(NO3)2，Fe 可能有剩余。 nHNO3 8 1 nFe 3 (3) < < ，产物为 Fe(NO3)3 和 Fe(NO3)2。 4 nHNO3 8
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考点1 铁及其化合物的性质 【典例1】 (2009·北京)以富含硫酸亚铁的工业废液为原料生产 氧化铁的工艺如下(部分操作和条件略)： Ⅰ.从废液中提纯并结晶出FeSO4·7H2O。 Ⅱ.将FeSO4·7H2O配制成溶液。
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2.预测展望 预计 2012年高考将会以铁及铁的化合物为载体，对基本概念、 基本理论进行考查，以选择题、推断题及计算题型为主，也可能 涉及与现代科技有关的应用问题、与社会生产生活紧密相连的问 题，如铁的腐蚀、饮用水的净化等。二价铁与血红蛋白作用、氯 化铁腐蚀印刷电路板等与生物、物理学科的相关渗透，也是高考 的热点之一。
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1.命题特点 铁及其化合物在高考中具有“霸主”地位，年年必考。突出体 现在三个方面：一是铁及其化合物之间的转化关系，二是 Fe3 ＋ 、 Fe2＋的氧化性与还原性，三是Fe3＋、Fe2＋的检验，主要题型为 选择、计算、实验探究题等。另外， Fe3＋ 、Fe2 ＋ 的氧化性、还 原性在离子共存、离子方程式的试题中也常有体现； Fe(OH)3胶 体、Fe(OH)2制备实验也经常考查。
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4. 铁的冶炼 (1)设备：炼铁高炉。 (2)原料：铁矿石、焦炭、空气、石灰石。 点燃 CO ； C ＋ CO ===== △ 2CO ； Fe O ＋ (3) 反应原理： C ＋ O2 ===== 2 2 2 3 高温 2Fe＋3CO 。 3CO===== 2 (4)产品：生铁(含杂质较多)，进一步炼制得钢。 △ CaO ＋ CO ↑ (5) 炉渣的形成： CaCO3 ===== 2 CaSiO3。
第二单元 铁、铜的获取及应用
第二单元铁、铜的获取及应用第1课时铁及其化合物（一）学习目标1、认识铁是一种较活泼的金属，了解铁的物理性质，掌握铁的化学性质。
2、掌握铁的有关性质实验以及对实验现象的讨论，培养学生的观察能力和思维能力。
知识要点一、铁的位置和结构及在自然界中的分布、存在铁是一种常见的________金属元素,位于元素周期表的第____周期第____族,原子的最外层电子数只有____，通常有_______两种化合价,且____比_____价稳定。
铁在地壳中的含量仅次于_____、_____ 、_____居第_____位，它是一种历史悠久、应用最广泛、用量最大的金属。
铁元素在自然界中的存在形式有________,_______.只有从太空中掉下的陨石中才能发现。
二、铁的物理性质铁在金属的分类中属于，纯净的铁是光亮的色金属，有较好的、、，还能被磁体吸引。
三、铁的化学性质1、铁与非金属的反应（1）铁在氧气中燃烧化学方程式__________________________现象______ _________________ (2)铁在氯气中燃烧化学方程式___________________________现象____________ ____________ (3)铁与硫的反应方程式_______ ________________2、铁与水的反应常温下铁与水不反应，在高温时可发生反应，化学反应方程式__________ __________ 3、铁与酸的反应铁在金属活动顺序表中位于氢的____能置换出酸(如稀盐酸,稀硫酸)中的____离子方程式: Fe +H+——在常温下,铁遇浓硫酸或浓硝酸发生______,而加热时剧烈反应,若酸过量可生成___价铁的化合物,若铁过量可生成____价铁的化合物.4、铁与某些盐溶液的反应铁片放入硫酸铜溶液发生反应的离子方程式________________________________铁片放入硫酸铁溶液发生反应的离子方程式_______________________________典型例题例1：将20克钢铁样品置于氧气流中灼烧，得到0.4克二氧化碳。
高中化学必修一 专题三 第二单元 铁铜的获取及应用
第二单元 铁、铜的获取及应用第一课时 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Fe 3O 4)、 赤铁矿 (主要成分为Fe 2O 3)等；常见的铜矿有 黄铜矿 (主要成分为CuFeS 2)、 孔雀石 [主要成分为CuCO 3·Cu(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：C ＋O 2 CO 2 ； CO 2＋C 2CO ； Fe 2O 3＋3CO 2Fe ＋3CO 2 。
5．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：CaCO 3 CaO ＋CO 2↑ ；CaO ＋SiO 2 CaSiO 3 。
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 、=====点燃 =====高温 =====高温 =====高温 工业炼铁中碳的作用是什么？ 作用主要有：①与氧气经过一系列反应提供还原剂； ②反应放热维持高温。
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% 。
18-19 专题3 第2单元 铁、铜的获取及应用
第二单元 铁、铜的获取及应用
自
当
主
堂
预
达
习
标
•
•
探
学习目标：1.了解从自然界中提取铁、铜的方法和原理及常见金属的冶炼 固
新
双
知 方法。2.了解铁、铜的主要性质及应用。(重点)3.理解Fe、Fe2＋、Fe3＋的相互转 基
合 化及应用。(重难点)4.掌握Fe2＋、Fe3＋、Cu2＋的检验方法。(重点)
• 固
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知 等杂质。要达到电气工业生产用铜的要求，这种由黄铜矿高温冶炼得到的铜还 基
合 作 探 究 • 攻 重
必须经过_电__解__精__炼__，其得到的铜，含铜量高达 99.95%～99.98%。 ②生物炼铜法 利用某种能__耐__受__铜__盐__毒__性___的细菌，这种细菌能利用空气中的_氧__气__氧化
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②设备：_炼__铁__高__炉___，如图所示。
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③原料：_铁__矿__石__、__焦__炭__、__空__气___和_石__灰__石__。
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自
④冶炼过程。
当
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①试剂为_硫__氰__化__钾__(_K_S_C__N_)_溶__液__。
二单元铁铜的获取及应用
鞍钢2000立方米高炉外景图
高炉结构图
3CO+Fe2O3 =2Fe+3CO2
CO2+C=2CO C +O2=CO2
陨铁
磁 铁 矿
赤铁矿
天然铜 蓝铜矿
天 然 铜
黄铜矿
孔 雀 石
第二单元 铁、铜的获取及应用
§2 铁、铜及其化合物的应用Βιβλιοθήκη 一、铁、铜的应用铁镢头
司母戊鼎
一、铁、铜的应用
铜阀
复兴大桥的 钢拱结构
二、铜的冶炼
1、电解精炼铜 99.95%~99.98% 2、生物炼铜 请同学们阅读课本P71的相关内容，用笔画
出重点的字词。
练习：
1、高炉煤气的主要成分是什么？如何处理高炉煤气？ 2、炼铁中为什么要用石灰石？ 3、高炉煤气能够废物利用变为燃料，炉渣能否
也可废物利用？ 4、炼铁中得到的铁是纯铁吗？
2Fe+3Cl2 = 2FeCl3 Fe+2H+=Fe2++H2↑
与盐溶液 Fe+Cu2+=Fe2++Cu 反应
铜 2Cu+O2 △= 2CuO
点燃
Cu+Cl2=CuCl2 不反应
Cu+2Ag+=Cu2++2Ag
铜
铁
与
与
硝
硫
酸
酸
银
铜
溶
溶
液
液
反
反
应
应
信息提示P73
可溶
Fe3+ + 3SCN - = Fe(SCN)3
（1）强氧化剂（如Cl2）会将Fe2+氧化成Fe3+ （2）还原剂（如Fe）会将Fe3+还原成Fe2+
教学课件第二单元铁铜的获取及应用
②与氧化性酸反应
（如浓硫酸、浓硝酸、稀硝酸）
Fe
Fe3+
铁遇到冷的浓硫酸或冷的浓硝酸发生 钝化现象。加热时反应继续进行，反应 不会产生氢气。
（3）与某些盐溶液反应
Fe＋Cu2+==Fe2+＋Cu
铁可以将活泼性排在其后面的 金属从其盐溶液中置换出来。
铁还可以与Fe3＋反应
;
5.
、
;
6.
、
.
2、铁的化学性质 （1）与非金属的反应
3Fe+2O2=点=燃 Fe3O4
2Fe+3Cl2=点=燃
+3
2FeCl3
Fe+S=△=F+2eS
铁做还原剂
已知：氧化性Cl2>S，试分析单质铁分别与 不同的氧化剂反应得到的产物的规律。
（2）铁与酸的反应
①与非氧化性酸反应 （如盐酸、稀硫酸等）
结论
Fe2+ Cl2 Fe3+
2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl-
2e-
4、 Fe3+ 和Fe2+ 的转化
活动与探究
转化类型
实验方案
现象
Fe3+→Fe2+
KSCN
Fe KSCN
Fe3+
(一)
Fe3+
(二)
（一）溶液变 成血红色
（二）加铁粉 后溶液血红色 褪去
结论
Fe
Fe3+
Fe2+
2Fe3+Ʊ的应用：制作印刷电路板
制作过程：
先在塑料板上镀上 一层铜，然后在设计 好的铜线路上涂上一 层石蜡，把板浸到氯 化铁溶液中，没有在 线路上的铜即没有被 石蜡覆盖住的铜就被 反应掉。
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铜矿石的成分和种类
黄铜矿（CuFeS2） 孔雀石（CuCO3·Cu(OH)2）
交流与讨论（ P70 ）： 如何将铁、铜从化合态转化为游离态？
生成铁的化学方程式 生成铜的化学方程式
一 炼铁： 铁矿石（化合态）→铁单质（游离态）
（1）基本反应原理：3CO+ Fe2O3 高温 2Fe+3CO2 利用氧化还原反应，在高温下，用还原 剂（主要是CO)从铁矿石中还原出铁。
氧化还原反应 置换反应
二、铜的冶炼
高温炼铜：（现代）高温冶炼黄铜矿 2CuFeS2＋O2＝Cu2S＋2FeS+SO2↑ 2Cu2S＋3O2＝2Cu2O+2SO2↑ 2Cu2O+Cu2S＝6Cu+SO2↑
二、铜的冶炼
1、电解精炼铜 99.95%~99.98% 2、生物炼铜 请同学们阅读课本P71的相关内容，用笔画
造渣（除脉石）：
高温
CaCO3 →
CO2+CaO
CaO+SiO2 → CaSiO3
（熔剂：石灰石）
（5）炼铁产品：生铁
（6）炼铁和环保节能 高炉煤气：CO、CO2、N2
（7）生铁炼钢： 生铁 除碳 钢
二、铜的冶炼
湿法炼铜：（古代） Fe+Cu2+=Fe2++Cu 氧化剂: Cu2+还原反应 还原剂: Fe 氧化反应
KSCN (2)加铁粉后溶液
由黄色变成浅绿
Fe3+
Fe
(一) (二)
色加KSCN溶液 后无明显变化
Fe Fe2+
2Fe3++Fe=3Fe2+
2e-
活动与探究P73
3、用简洁的语言归纳Fe2+与Fe3+相互转 化的条件。
（1）强氧化剂（如Cl2）会将Fe2+氧化成Fe3+ （2）还原剂（如Fe）会将Fe3+还原成Fe2+
思考：
1.实验室配制的FeSO4溶液久置是否会变质?为什么? 如何鉴定它已经变质?
2.如何防止FeSO4溶液变质?
2Fe3++Fe=3Fe2+
2e-
练习：
1、能与Fe3+反应且能证明Fe3+具有氧化性的物质是: ①KSCN②Fe③FeCl2④NaOH( ) D A.④ B. ① C. ③ D. ②
（2）原料：铁矿石，焦炭，石灰石，空气
（3）设备：高炉
（4）炼铁的主要反应过程：
交流与讨论（ P71 ）： 炼铁过程中的主要反应？
1、一样化碳是怎样形成的?
C+O2→CO2 CO2+C→2CO （空气，焦炭）
2、铁矿石是如何被还原的?
高温
Fe2O3+3CO 2Fe+3CO2
（铁矿石）
3、石灰石的作用是什么?
2、某溶液中加入KSCN溶液无明显现象，再滴加
氯水,溶液立即变为红色，说明原溶液中一定含
有（ B ）
A.Fe3+ B. Fe2＋
C. Cu2+ D. Zn2+
课后实践活动
Fe与稀硫酸反应生成硫酸亚铁还是 硫酸铁?如何通过实验来探究?
(2)铁能被磁铁吸引
交流与讨论P72
1.铁与盐酸反应
2.铁在氯气中燃烧
3.铁与硫酸铜溶液反应
4.铜与硝酸银溶液反应
5. 6.
三、化学性质
与非金属 反应
与盐酸反 应
铁
点燃
3Fe+2O2点=燃Fe3O4
2Fe+3Cl2 = 2FeCl3 Fe+2H+=Fe2++H2↑
与盐溶液 Fe+Cu2+=Fe2++Cu 反应
铜 2Cu+O2 △= 2CuO
点燃
Cu+Cl2=CuCl2 不反应
Cu+2Ag+=Cu2++2Ag
铜
铁
与
与
硝
硫
酸
酸
银
铜
溶
溶
液
液
反
反
应
应
信息提示P73
可溶
Fe3+ + 3SCN - = Fe(SCN)3
血红色
注意: Fe3+ 遇SCN - 显血红色 Fe2+ 遇SCN –不变色
用途:用KSCN溶液检验溶液中是否含有Fe3+
出重点的字词。
练习：
1、高炉煤气的主要成分是什么？如何处理高炉煤气？ 2、炼铁中为什么要用石灰石？ 3、高炉煤气能够废物利用变为燃料，炉渣能否
也可废物利用？ 4、炼铁中得到的铁是纯铁吗？
鞍钢2000立方米高炉外景图
高炉结构图
3CO+Fe2O3 =2Fe+3CO2
CO2+C=2CO C +O2=CO2
活动与探究P73
1、请根据氧化还原的原理，提出Fe2+与
Fe3+相互转化的条件假设。
还原剂
（1）Fe3+
Fe2+
金属单质：Fe、Cu
还原性化合物：KI、Na2S、SO2 （2）Fe2+ 强氧化剂 Fe3+
强氧化剂：F2、Cl2、Br2、O2、 KMnO4(H+)等
活动与探究P73
转化类型 实验方案
陨铁
磁 铁 矿
赤铁矿
天然铜 蓝铜矿
天 然 铜
黄铜矿
孔 雀 石
第二单元 铁、铜的获取及应用
§2 铁、铜及其化合物的应用
一、铁、铜的应用
铁镢头
司母戊鼎
一、铁、铜的应用
铜阀
复兴大桥的 钢拱结构
一、铁、铜的应用
铜、铁工字扣
二、物理性质
银白色的纯铁
紫红色的纯铜
(1)铁、铜都是热和电的良导体都有延展性.
现象
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
KSCN
Cl2水 一、无明显变化
Fe2+→Fe3+
KSCN
Fe2+
Fe2+
(一) (二)
二、加入KSCN 溶液后溶液呈 血红色
结论
Fe2+ Cl2 Fe3+ 2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl-
2e-
活动与探究P73
转化类型
实验方案
现象
Fe3+→Fe2+
结论 Fe3+
KSCN
Fe3+ (1)溶液变成血 红色
第二单元 铁、铜的获取及应用
§1 从自然界中获取铁和铜
思考：在自然界里，铁、铜是以什么形式 存在的？
解析：铁是一种活泼的金属，因此，自然界 里的铁是以化合态的形式存在的。除 了天外坠至地球的陨铁外，自然界里 不存在游离态的铁。而铜的化学性质 比铁稳定，在自然界中主要以化合态 存在，也有少量单质铜。