高中化学 专题3 从矿物到基础材料 第二单元 第1课时 从自然界中获取铁和铜学案 苏教版必修1-苏教版高中必修1化学学案VIP免费

第1课时从自然界中获取铁和铜[核心素养发展目标]1.熟知铁、铜的冶炼原理和方法。2.初步了解金属冶炼的一般方法和原理。一、铁、铜的存在与冶炼1．铁、铜的存在形式(1)铁、铜元素在自然界中存在形式既有游离态也有化合态，主要以化合态的形式存在。(2)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；常见的铜矿有孔雀石[主要成分为CuCO3·Cu(OH)2]、黄铜矿(主要成分为CuFeS2)等。(3)人们最早利用的单质铁直接来自于自然界。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。2．铁的冶炼(1)原料：铁矿石、焦炭、空气、石灰石等。(2)设备：炼铁高炉。(3)原理：高温下用还原剂将铁从其化合物中还原出来。(4)冶炼过程3．铜的制备与精炼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、Zn、Fe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%。例1高炉炼铁生产中下列说法正确的是()A．还原氧化铁的还原剂是焦炭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除去过量碳D．用于冶炼生铁的矿石主要有磁铁矿、赤铁矿答案D解析A项中，焦炭发生的反应：C＋O2=====CO2、CO2＋C=====2CO，其中CO将铁矿石中的铁还原成铁单质，A项错误；高炉炼铁得到的只是含碳量为2%～4.5%的生铁，不会得到纯铁，B项错误；加入石灰石的目的是它在高温下分解成生石灰，继而再与SiO2反应生成CaSiO3炉渣，除去杂质SiO2，故C项错误。特别提示炼铁的过程中，起还原作用的物质为CO，而不是C。C起到制取CO的作用。例2火法炼铜首先要焙烧黄铜矿，其反应为2CuFeS2＋O2===Cu2S＋2FeS＋SO2，下列说法正确的是()A．SO2只是氧化产物B．CuFeS2仅作还原剂，硫元素被氧化C．每生成1molCu2S，有4mol硫被氧化D．每转移1.2mol电子，有0.2mol硫被氧化答案D解析由反应方程式知，CuFeS2中Cu化合价降低被还原为Cu2S，CuFeS2中的S化合价升高，被氧化为SO2；O2在反应后化合价降低，被还原为SO2，因此可知SO2既是氧化产物又是还原产物，A项错误；CuFeS2既是氧化剂又是还原剂，B项错误；每生成1molCu2S，有1molS被氧化，C项错误；利用反应知转移6mole－，有1molS被氧化，D项正确。二、金属的冶炼方法1．电解法：适合冶炼金属活动性较强的金属(一般为金属活动性顺序表中铝及铝前面的金属)。例如：MgCl2(熔融)=====Mg＋Cl2↑，2NaCl(熔融)=====2Na＋Cl2↑，2Al2O3(熔融)=====4Al＋3O2↑。2．高温还原法：用还原剂(CO、C、H2、Al等)还原金属氧化物，适合冶炼金属活动性顺序表中锌到铜之间的大多数金属。例如：2Al＋Cr2O3=====2Cr＋Al2O3。3．热分解法：适合冶炼金属活动性较差的金属。例如：2Ag2O=====4Ag＋O2↑，2HgO=====2Hg＋O2↑。(1)金属的冶炼方法与金属活动性的关系――――――――――――――――――――――――――→(2)在工业上还有一种冶炼方法叫做湿法冶金，即利用活泼金属把不活泼金属从它的盐溶液中置换出来。例如：CuSO4＋Fe===Cu＋FeSO4。例3目前电动车、手机等使用的新型电池——锂电池，是一种高效、环保电池。已知锂的金属性介于钠和镁之间，则下列能冶炼出金属锂的方法是()A．电解法B．高温还原法C．热分解法D．高温用铝还原法答案A例4(2018·淮南高一检测)下列反应原理不符合工业冶炼金属实际情况的是()A．Cu2S＋O2=====2Cu＋SO2B．2Ag2O=====4Ag＋O2↑C．Fe2O3＋3CO=====2Fe＋3CO2D．2AlCl3(熔融)=====2Al＋3Cl2↑答案D1．下列物质中含铜元素的是()A．天石B．孔雀石C．赤铁矿D．石灰石答案B解析孔雀石的主要成分为CuCO3·Cu(OH)2。2．下列关于金属冶炼的说法正确的是()A．金属冶炼的本质是将化合态金属还原为游离态，冶炼方法由金属的活动性决定B．铜的湿法冶炼是将金属钠投入到CuSO4溶液中，从而置换出铜C．铁通常采用热还原法冶炼，加入石灰石的目的是除去过量的碳D．用海水为原料制得精盐，再电解纯净的NaCl溶液可...