苏教版高中化学必修一课件3.2.1从自然界获取铁和铜

【解析】选A、D。本题主要考查金属的冶炼方法。铝可
以作还原剂冶炼一些高熔点的金属，如
高温
2Al+Fe2O3===== 2Fe+Al2O3，A项对；电解NaCl溶液不能得到金属钠， 金
属钠应该用电解熔融NaCl的方法制取，B项错；铝是活
泼金属，很难用还原剂把它还原出来，C项错；D项对。
3．（2010·三明模拟）某铁合金耐腐蚀，强度大。该 铁合金与铁的部分物理性质如下表，该铁合金不适合做 ()
二、非选择题（本题共2小题，共26分） 5．（12分）（2010·云南师大附中高一检测）煤炭中 以FeS2形式存在的硫，在有水和空气及脱硫微生物存在 下发生生物氧化还原反应，有关反应的离子方程式依次 为： ①2FeS2+7O2+2H2O=微==生=物==4H++2Fe2++__________； ②4Fe2++O2+4H+=微==生=物==4Fe3++_____________；
【解析】选C。假设二价金属的氧化物的化学式为MO，
则其和氢气反应的化学方程式为：
△
MO+H2====M+H2O1 ，g 所 0.5 mol
2 g / mol
以3n6 （g H 27）2 g=/ mno（l MO）=
，M（MO）=
0.5 mol
。即M（M）+16＝72，解得M(M)=56，
该金属为Fe。
【解析】（1）甲实验方案中的滤渣的成分是Mg(OH)2、 Fe(OH)3、Cu(OH)2、Hg(OH)2，加热后的残渣为 MgO、Fe2O3、CuO [Hg(OH)2分解成汞蒸气]，经H2 还原得到的铜含有MgO、Fe。乙实验方案中的滤渣的 成分是Cu、Fe、Hg，加热后的残渣为CuO、Fe3O4， 经H2还原得到的铜含有Fe。丙实验方案中加入过量铁粉 后的滤渣成分是Cu、Fe、Hg，加入盐酸后的滤渣为Cu、 Hg，加热后Hg蒸发，残渣为CuO，经H2还原得到的铜 不含杂质。 （2）丙实验方案能得到纯净的金属铜，其步骤③中产 生有毒的汞蒸气，应增加冷凝回收装置。
【规范解答】（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、Ag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。
2S，所以有n（S）=2n（Fe）=29.75 g ，n(Fe)= 29.75 ，
32 g / mol
64mol
m（Fe）=29.75 m×ol56 g/mol=26.03 g，即黄铜矿样
64
品中铁元素的质量分数为26.03%。
2．某化工厂排放的污水中含有Mg2+、Fe3+、Cu2+、Hg2+四 种离子。甲、乙、丙三位学生分别设计了从该污水中回 收纯净的金属铜的方案。
（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】Cu2(OH)2CO3和稀硫酸反应生成硫酸铜、二氧化 碳和水；从所得的混合物中分离出溶液的方法是过滤， 所用的玻璃仪器是烧杯、玻璃棒、漏斗等，所得到的溶 液为硫酸铜溶液。向硫酸铜溶液中加入过量的铁屑置换 出铜，再加入稀硫酸除去过量的铁屑，然后过滤、洗 涤、干燥即得到纯净的铜。以孔雀石、铁屑和稀硫酸制 取单质铜的另一种方案如下：Fe H2SO4溶H液2， Cu2(OH)2CO3△ CuO H2 Cu。
6．（14分）孔雀石的主要成分为Cu2(OH)2CO3。某校化 学兴趣小组的同学设计从孔雀石中冶炼铜的方案如下：
回答下列问题： （1）在粉碎后的孔雀石中加入稀硫酸，观察到的现象 是____________。反应的离子方程式是____________。 （2）操作a中用到的玻璃仪器是___________。 （3）A的化学式为________，在悬浊液中加入A的目的 是________。 （4）操作b包括洗涤和低温烘干，作用是__________。 （5）有同学认为，利用铁屑和稀硫酸，不通过上述实 验方案，也能从孔雀石中冶炼铜。请你用简洁的文字说 明不同方案的实验原理__________________________。
答案：（1）固体溶解，生成蓝色溶液和无色气体 Cu2(OH)2CO3+4H+=====2Cu2++CO2↑+3H2O （2）玻璃棒、漏斗、烧杯 （3）H2SO4 除去未反应的铁 （4）得到纯净的铜 （5）先将孔雀石加热分解生成CuO，再用铁屑和稀硫 酸反应产生的氢气在加热的条件下还原CuO
B组
A．刀具 B．导线 C．门窗框 D．飞机外壳
【解析】选B。该铁合金硬度大，适合做刀具；硬度大， 密度小，适合做门窗框、飞机外壳等；导电性差，不适 合做导线。
4．用H2将某二价金属的氧化物还原成单质。1 g H2可 还原36 g这种氧化物，则此金属可能是下列的（ ）
A．Zn
B．Pb
C．Fe
D．Cu
4.（2010·渭南高一检测）下列材料中没有涉及金属材 料的是( )
【解析】选D。石英的主要成分是二氧化硅，属于无机 非金属材料。
5．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）写出赤铁矿还原成铁的化学方程式：_________。 （3）写出焦炭在高炉中所参与反应的两个化学方程式： ________________________________________。 （4）写出CaCO3所参与反应的两个化学方程式：____ _____________________________________________。
【解析】（1）根据电荷守恒定律，反应①左边没有电 荷，右边已有8个正电荷，还缺8个负电荷，结合质量守 恒定律，反应物中还含有4个S和16个O，其个数比为 1∶4，所以缺少4个SO42-。 根据电荷守恒定律，反应②左边有12个正电荷，右边已 有12个正电荷，所以缺少一种电中性物质，结合质量守 恒定律，反应物中还含有4个H和2个O，其个数比为 2∶1，所以缺少2个H2O。
（3）从上述四个反应可以看出，硫元素的变化过程为： FeS2→SO42-，FeS2→S→SO42-，所以硫元素最终变为 SO42-；铁元素的变化过程为： FeS2→Fe2+→Fe3+→Fe2+，所以铁元素最终变成Fe2+； 答案：（1）①4SO42- ②2H2O （2）FeS2 （3）Fe2+和SO42-（或FeSO4和H2SO4）
答案：（1）非常活泼的金属一般采用电解法冶炼，中 等活泼的金属一般采用热还原法冶炼，不活泼的金属一 般采用热分解法冶炼 （2）CaCl2（熔融）电=解===Ca+Cl2↑ （3）4Al+3Mn高O温2====2Al2O3+3Mn
1．下列矿物的名称和其中的主要成分（括号内的化学 式）不对应的是（ ） A．铝土矿（Al2O3） B．黄铜矿［Cu(OH)2·CuCO3］ C．磁铁矿（Fe3O4） D．重晶石矿（BaSO4） 【解析】选B。黄铜矿的主要成分是CuFeS2，Cu(OH)2 ·CuCO3是孔雀石的主要成分。
答案：（1）不能 不能 能 （2）丙方案的③步 增加冷凝回收装置
课外活动小组用如图所示装置验证高炉炼铁中铁矿石还
附近居民深受其害。你估计这一空气污染物中可能含有
（）
A．煤炭粉尘 C．SiO2粉尘
B．P2O5粉尘 D．Fe2O3粉尘
【解析】选D。煤炭粉尘呈黑色，P2O5粉尘和SiO2粉尘 都呈白色，Fe2O3粉尘呈红棕色。
2.（双选）下列说法正确的是（ ） A.有些活泼金属如铝可用作热还原法的还原剂 B.用电解NaCl溶液的方法来冶炼金属钠 C.可用焦炭或一氧化碳还原氧化铝的方法来冶炼铝 D.回收旧金属可以重新制成金属或它们的化合物
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【例】已知Al、Cu、Hg三种金属分别用如下方法冶炼： 2Al2O3（熔融）=电=解==4Al+3O2↑ H2+CuO==△==Cu+H2O 2HgO==△==2Hg+O2↑ （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．(2010·杭州高一检测）已知一些金属单质的发现与
其金属活动性存在着某种必然的联系，你认为下列事件
发生在铁器时代之前的是( )
①金属铝的冶炼
②青铜器时代
③金银的使用
④戴维发现金属钠
⑤15世纪中国使用锌铸币
A．②③⑤
B．②③
C．①②③
D．①④⑤
【解析】选B。金属的冶炼就是使化合态的阳离子还原 成游离态的金属单质，金属越活泼，对应离子得电子的 能力越弱，越难被还原，冶炼时所需要的条件越高，开 发利用年代越晚。金、银、铜的金属性比铁的弱，开发 利用年代比铁的早，锌、铝、钠比铁活泼，开发利用年 代比铁的晚。
【解析】本题考查的是铁的冶炼的有关基础知识，特别