高中化学 专题3 从矿物到基础材料 第二单元 第一课时 从自然界获取铁和铜学案 苏教版必修1-苏教版高一必修1化学学案VIP免费

第一课时从自然界获取铁和铜——————————————————————————————————————[考试要求]1．自然界铁、铜的存在形式(a/a)2．工业炼铁的反应原理(b/b)3．不锈钢的主要组成元素及其用途(/a)1．常见的铁矿有磁铁矿(Fe3O4)、赤铁矿(Fe2O3)等，常见的铜矿有黄铜矿(CuFeS2)、孔雀石[CuCO3·Cu(OH)2]等。2．工业上主要采用高温冶炼黄铜矿(CuFeS2)的方法获得粗铜后经过电解精炼得到精铜。3．常见金属的冶炼方法：①K、Ca、Na、Mg、Al用电解法；②金属活动性顺序中Zn～Cu用高温还原法；③Hg、Ag用热分解法；④Cu、Zn还可用湿法冶炼。1．铁、铜的存在铁、铜在自然界中主要以化合态的形式存在。(1)铁矿有磁铁矿(主要成分为Fe3O4)、赤铁矿(主要成分为Fe2O3)等。(2)铜矿有黄铜矿(主要成分为CuFeS2)、孔雀石[主要成分为CuCO3·Cu(OH)2]等。2．铁、铜的早期获取人们最早利用的单质铁和单质铜均直接来自于自然界。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”，而铜则来自于地球上自然存在的少量单质铜。3．铁的冶炼(1)设备：炼铁高炉。(2)原料：铁矿石、焦炭、空气、石灰石等。(3)主要反应①还原剂的生成。a.生成CO2：C＋O2高温,CO2，b生成CO：CO2＋C高温,2CO。②铁的生成：Fe2O3＋3CO高温,2Fe＋3CO2。③炉渣的形成：a.CaCO3高温,CaO＋CO2，b．CaO＋SiO2高温,CaSiO3。[特别提醒]使用炼铁高炉得到的是含碳2%～4.5%的生铁，生铁经过进一步冶炼，包括降碳，调硅锰，除硫、磷，得到含碳量0.03%～2%的钢。4．炼铜(1)工业炼铜：工业上采用高温冶炼黄铜矿(主要成分为CuFeS2)的方法得到铜。黄铜矿――→冰铜―→粗铜(含Ag、Au、Fe、Zn等杂质)――→精铜(2)生物炼铜(矿堆浸铜法)①原理：CuS――→CuSO4――→Cu。②特点：成本低、污染小、反应条件简单等。1．高炉炼铁的生产中，下列说法正确的是()A．焦炭和一氧化碳都是还原剂B．采用富氧空气可以得到纯铁C．加石灰石的目的主要是为了得到CO2D．用于冶炼生铁的矿石主要有磁铁矿、赤铁矿和黄铁矿解析：选A高炉炼铁的生产中，焦炭燃烧生成二氧化碳，二氧化碳再和焦炭反应生成一氧化碳，一氧化碳还原铁的氧化物，在反应中焦炭和一氧化碳是还原剂，A正确；采用富氧空气是为了焦炭能充分燃烧，B不正确；加石灰石的目的主要是为了造渣，C不正确；黄铁矿中铁的含量低，一般不用于冶炼生铁，D不正确。2．回答下列关于高炉炼铁的问题：(1)炼铁的原料有______________________________________________________。(2)焦炭的作用有两点：一是____________，化学方程式为_______________________；二是__________，化学方程式为______________________________________________。(3)铁矿石的作用是________，化学方程式(以赤铁矿为例)为_____________________。(4)生石灰的作用是________，化学方程式为__________________________________________________________________________________________________________。答案：(1)铁矿石、焦炭、空气、石灰石(2)燃料，提供能量C＋O2=====CO2生成还原剂C＋CO2=====2CO(3)炼铁基础原料，作氧化剂Fe2O3＋3CO=====2Fe＋3CO2(4)造渣材料CaCO3=====CaO＋CO2↑CaO＋SiO2=====CaSiO31．金属的冶炼金属冶炼是把金属从化合态变为游离态的过程。2．金属的活泼性与金属的冶炼方法(1)少数不活泼的金属在自然界中以单质形式存在，如金、铂等。大部分金属以化合态形式存在于自然界，金属越不活泼，从其化合物中还原出来越容易，金属越活泼从其化合物中还原出来越困难。(2)金属活泼性与冶炼方法的关系如下：3．高温还原法的冶炼金属的分类和优、缺点(1)分类(2)优、缺点用氢气还原法冶炼金属，纯度高，但成本也高；用一氧化碳和炭还原法冶炼金属，纯度低，冶炼成本也低；用铝热法可以冶炼熔点高难冶炼的金属，成本较高。1．判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)。(1)在自然界中金属都以化合态存在()(2)在金属化合物中金属元素都显正价()(3)金属冶炼过程中，金属化合物得到电子发生氧化反应()(4)金属的活动性越强，即金属失电子的能力越强()答案：(1)×(2)√(3)×(4)√2．下表中...