2018-2019學(xué)年高中化學(xué) 專題3 從礦物到基礎(chǔ)材料 第2單元 鐵獲取及應(yīng)用學(xué)案 蘇教版必修1.doc

第二單元鐵獲取及應(yīng)用(銅的獲取及應(yīng)用新課程標(biāo)準(zhǔn)不作要求，略)學(xué)習(xí)目標(biāo)：1.了解從自然界中提取鐵的方法和原理及常見金屬的冶煉方法。2.了解鐵的主要性質(zhì)及應(yīng)用。(重點(diǎn))3.理解Fe、Fe2、Fe3的相互轉(zhuǎn)化及應(yīng)用。(重難點(diǎn))4.掌握Fe2、Fe3的檢驗(yàn)方法。(重點(diǎn))自 主 預(yù) 習(xí)探 新 知1鐵的存在形式(1)鐵和銅在自然界中主要以化合態(tài)的形式存在。常見的鐵礦有磁鐵礦(主要成分為Fe3O4)、赤鐵礦(主要成分為Fe2O3)、黃鐵礦(主要成分為FeS2)、菱鐵礦(主要成分為FeCO3)等。(2)人們最早利用的單質(zhì)鐵均直接來自自然界。單質(zhì)只存在于從天而降的隕鐵中，所以古代人稱鐵為“天石”。2鐵的冶煉(1)鐵的冶煉原理：高溫下用還原劑將化合態(tài)的鐵還原為游離態(tài)的鐵。設(shè)備：煉鐵高爐，如圖所示。原料：鐵礦石、焦炭、空氣和石灰石。冶煉過程。 (2)金屬冶煉的方法原理：把金屬從化合態(tài)變?yōu)橛坞x態(tài)的過程。常用方法有高溫還原法、電解法和濕法冶金等。3鐵及其化合物的性質(zhì)及應(yīng)用(1)鐵的性質(zhì)鐵呈銀白色，有金屬光澤，可被磁鐵吸引，是電和熱的良導(dǎo)體。 (2)Fe3的檢驗(yàn)試劑為硫氰化鉀(KSCN)溶液。操作現(xiàn)象：加入KSCN溶液，溶液變成血紅色。反應(yīng)式：Fe33SCN=Fe(SCN)3。(3)Fe2與Fe3的相互轉(zhuǎn)化(寫出離子方程式)FeCl2溶液加氯水：2Fe2Cl2=2Fe32Cl。FeCl3溶液中加入Fe、Cu：2Fe3Fe=3Fe2、2Fe3Cu=2Fe2Cu2。除雜、除去廢水中的Fe2的方案：廢水中先加氧化劑把Fe2氧化為Fe3，然后再調(diào)節(jié)pH使Fe3轉(zhuǎn)化為Fe(OH)3沉淀析出?；A(chǔ)自測1判斷正誤(正確的打“”，錯(cuò)誤的打“”)(1)自然界中不存在游離態(tài)的鐵、銅。()(2)赤鐵礦的主要成分為Fe2O3。()(3)高爐煉鐵的主要原料為鐵礦石、焦炭、空氣和石灰石等。()(4)高爐煉鐵的反應(yīng)中涉及置換反應(yīng)。()(5)鐵、銅遇到稀H2SO4均可以反應(yīng)。()(6)Fe3和Fe2可以用KSCN鑒別。()(7)Cu與Fe3反應(yīng)屬于置換反應(yīng)。()【答案】(1)(2)(3)(4)(5)(6)(7)2(1)在試管中加入棕黃色的氯化鐵溶液，再加入氫氧化鈉溶液，觀察到的現(xiàn)象是_，反應(yīng)的離子方程式是_。(2)將FeCl3溶液滴到印刷電路板上，反應(yīng)的離子方程式為_?！敬鸢浮?1)生成紅褐色沉淀Fe33OH=Fe(OH)3(2)2Fe3Cu=2Fe2Cu2合 作 探 究攻 重 難金屬的冶煉方法思考交流(1)寫出用CO、Al還原Fe2O3得到Fe的化學(xué)方程式?！咎崾尽?COFe2O32Fe3CO22AlFe2O32FeAl2O3。(2)濕法煉Cu是將Fe投入CuSO4溶液中，寫出離子方程式?！咎崾尽縁eCu2=CuFe2。(3)電解熔融Al2O3、NaCl制Al和Na，寫出化學(xué)方程式。【提示】2Al2O3(熔融)4Al3O22NaCl(熔融)2NaCl2。(4)Ag2O不穩(wěn)定，受熱分解制Ag，寫出化學(xué)方程式。【提示】2Ag2O4AgO2。金屬冶煉的一般方法(1)電解法：適合冶煉金屬活動(dòng)性較強(qiáng)的金屬(一般為金屬活動(dòng)性順序表中鋁及鋁前面的金屬)。(2)還原劑法：用還原劑(CO、C、H2、Al等)還原金屬氧化物，適合冶煉金屬活動(dòng)性順序表中Zn到Cu之間的大多數(shù)金屬。(3)熱分解法：適合于冶煉金屬活動(dòng)性較差的金屬。如Hg、Ag等。(4)在工業(yè)上還有一種冶煉方法叫作濕法冶煉，即利用活潑金屬把不活潑金屬從它的鹽溶液中置換出來。對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練1下列關(guān)于金屬冶煉的說法正確的是 ()A金屬冶煉的本質(zhì)是將化合態(tài)金屬還原為游離態(tài)，冶煉方法由金屬的活動(dòng)性決定BCu的濕法冶煉是將金屬鈉投入到CuSO4溶液中，從而置換出銅CFe通常采用熱還原法冶煉，加入石灰石的目的是除去過量的碳D由于Al的活動(dòng)性強(qiáng)，故工業(yè)上采用電解熔融氯化鋁的方法生產(chǎn)鋁AB項(xiàng)，Na與鹽溶液反應(yīng)時(shí)，Na與H2O先反應(yīng)，不能置換出Cu；C項(xiàng)，石灰石是造渣除去SiO2；D項(xiàng)，AlCl3熔化不電離、不導(dǎo)電，不能電解熔融AlCl3制取Al。2冶煉金屬常用以下幾種方法：以C或CO、H2作還原劑還原；電解法；熱分解法；鋁熱反應(yīng)。現(xiàn)有下列金屬：Al、Mg、Cu、Hg，試標(biāo)明適宜的冶煉方法。Al_；Mg_；Cu_；Hg_?！窘馕觥縈gCl2MgCl2；2Al2O34Al3O2；CuOCOCuCO2；2HgO2HgO2?！敬鸢浮縁e、Fe2、Fe3的轉(zhuǎn)化及Fe2、Fe3的檢驗(yàn)思考交流(1)FeFe2的常見試劑有哪些？【提示】H、Cu2、Fe3等。(2)FeFe3的常見試劑有哪些？【提示】Cl2、HNO3等。(3)Fe2Fe3的常見試劑有哪些？【提示】Cl2、O2、H2O2、ClO等。(4)Fe3Fe2的常見試劑有哪些？【提示】I、S2、Cu、Fe等。(5)證明溶液中含有Fe3的方法有哪些？指出所用試劑。【提示】法1：顯色法，加KSCN溶液，溶液顯紅色。法2：沉淀法，加NaOH溶液，有紅褐色沉淀。(1)Fe2、Fe3、Fe之間的相互轉(zhuǎn)化關(guān)系Fe只具有還原性?？杀蝗跹趸瘎?H、S、I2、Cu2、Fe3等)氧化成Fe2，被強(qiáng)氧化劑(Cl2、Br2、O2、HNO3等)氧化成Fe3。Fe2既有氧化性又有還原性。可被強(qiáng)氧化劑Cl2、O2、Br2、H2O2、HNO3、濃H2SO4、KMnO4(H)等氧化為Fe3；可被還原劑(Al、Zn、CO、C等)還原為Fe。Fe3一般只具有氧化性，可被還原劑(Fe、Cu等)還原為Fe2，被強(qiáng)還原劑(Al、Zn、CO等)還原為Fe。(2)Fe2、Fe3的檢驗(yàn)方法Fe3檢驗(yàn)：取少量溶液于試管中，滴加KSCN溶液，溶液變成血紅色。Fe2檢驗(yàn)：取少量溶液于試管中，滴加KSCN溶液，溶液不變色，再滴加氯水或雙氧水，溶液變成血紅色。含F(xiàn)e2和Fe3的溶液中檢驗(yàn)Fe2，取少量溶液于試管中，滴加酸性KMnO4溶液，溶液紫色褪去，證明溶液中含有Fe2。提醒：Fe(SCN)3不是沉淀，溶液中Fe3遇SCN的現(xiàn)象是溶液變成血紅色而不是血紅色沉淀。Fe2為淺綠色，F(xiàn)e3為棕黃色。對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練3把鐵粉、銅粉置于FeCl3溶液中，充分反應(yīng)后加入KSCN不顯紅色，下列情況不能成立的是()A鐵不剩余，Cu剩余B鐵、銅均剩余C鐵剩余，含Cu2 D銅剩余，含F(xiàn)e2C最后溶液中無Fe3，可能情況有：Fe、Cu全剩余；Fe反應(yīng)完，Cu剩余；Fe、Cu全反應(yīng)完。4下列物質(zhì)反應(yīng)后一定有Fe3生成的是 ()過量的Fe與Cl2反應(yīng)Fe與過量稀硫酸反應(yīng)FeCl2溶液中通入少量Cl2Fe和Fe2O3的混合物溶于鹽酸中A只有 B只有C只有 D全部【答案】B5向某溶液中加入含F(xiàn)e2的溶液后，無明顯變化，當(dāng)再滴加幾滴新制氯水后，混合液變成血紅色，則下列結(jié)論中正確的是()A該溶液中一定含有KSCNB氧化性：Fe3Cl2CFe2與SCN不能形成血紅色物質(zhì)DFe2被氯水還原為Fe3C與Fe3形成血紅色溶液的只有SCN，因此該溶液中一定含有SCN，但不一定是KSCN，也可能是NH4SCN，A項(xiàng)錯(cuò)誤；根據(jù)反應(yīng)Cl22Fe2=2Cl2Fe3，由于氧化劑的氧化性氧化產(chǎn)物的氧化性，所以氧化性：Cl2Fe3，B項(xiàng)錯(cuò)誤；D項(xiàng)錯(cuò)在“還原”，應(yīng)該是Fe2被氯水氧化為Fe3。當(dāng) 堂 達(dá) 標(biāo)固 雙 基1下列說法正確的是()A高爐煉鐵用于還原氧化鐵的還原劑是焦炭B煉鐵時(shí)，加入石灰石的作用是促進(jìn)氧化鐵的還原C我國最先應(yīng)用的金屬是銅D用于電氣工業(yè)的純銅是由黃銅礦冶煉直接得到的CA項(xiàng)，還原劑是CO不是焦炭；B項(xiàng)，石灰石作熔劑，形成爐渣；D項(xiàng)，直接得到的是粗銅。2為了除去硫酸銅溶液中含有的Fe2雜質(zhì)，先加入合適的氧化劑使Fe2氧化為Fe3，下列物質(zhì)中最好選用()AH2O2溶液BKMnO4溶液C氯水 DHNO3溶液A除雜過程中不能引入新的雜質(zhì)，故選H2O2。3能與Fe3反應(yīng)，且能證明Fe3具有氧化性的是()SCNFeFe2CuZnOHA BC DBFe3表現(xiàn)氧化性的反應(yīng)是與還原劑反應(yīng)如Fe、Cu、Zn等。4要證明某溶液不含F(xiàn)e3而可能含有Fe2。進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn)操作時(shí)的最佳順序是()加入足量氯水加入足量的酸性KMnO4溶液加入少量KSCN溶液A BC DC先用KSCN檢驗(yàn)Fe3，然后加氧化劑氧化可能含有的Fe2，確定Fe2的存在，酸性KMnO4溶液的顏色為紫色干擾紅色。5已知Al、Cu、Hg三種金屬分別用如下方法冶煉：2Al2O3(熔融)4Al3O2 H2CuOCuH2O2HgO2HgO2(1)分析以上信息，可總結(jié)出金屬的冶煉方法與其金屬性強(qiáng)弱之間的關(guān)系是_。(2)利用(1)中的結(jié)論，并結(jié)合題目信息，寫出工業(yè)上用CaCl2冶煉金屬鈣的化學(xué)方程式：_。(3)在某些特殊環(huán)境下，往往用鋁熱反應(yīng)來冶煉一些難熔金屬，請(qǐng)寫出據(jù)此法用MnO2冶煉金屬錳的化學(xué)方程式：_?！窘馕觥?1)金屬的冶煉方法與金屬在自然界中的存在狀態(tài)、金屬活潑性有關(guān)。一般來說，非?；顫姷慕饘僖话悴捎秒娊夥ㄒ睙?如K、Ca、Na、Mg、Al等)，中等活潑的金屬一般用熱還原法冶煉(如Zn、Fe、Sn、Pb、Cu等)，不活潑的金屬一般用熱分解法冶煉(如Hg等)。(2)Ca是非常活潑的金屬，工業(yè)上用電解熔融CaCl2的方法冶煉。(3)金屬鋁和MnO2發(fā)生置換反應(yīng)生成單質(zhì)錳和氧化鋁。【答案】(1)非?；顫姷慕饘僖话悴捎秒娊夥ㄒ睙?，中等活潑的金屬一般采用熱還原法冶煉，不活潑的金屬一般采用熱分解法冶煉(2)CaCl2(熔融)CaCl2(3)4Al3MnO22Al2O33Mn