從自然界中獲取鐵和銅

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專題三:第二單元 鐵、銅的獲取及性質(zhì)
——從自然界獲取鐵和銅
【學(xué)海導(dǎo)航】
1.了解鐵、銅在自然界的主要存在形式和鐵、銅的冶煉方法
2.了解鐵、銅的物理性質(zhì),掌握鐵、銅的化學(xué)性質(zhì)

【主干知識】
1.鐵、銅的存在:
鐵、銅在自然界中主要以 的形式存在。常見的有磁鐵礦 、赤鐵礦 ,常見的銅鐵礦有黃銅礦(CuFeS2)、孔雀石 等。
2.鐵的冶煉:
工業(yè)上鐵的冶煉是在 中進(jìn)行的。原料有 、 、 和 等。在冶煉過程中,鐵元素被還原,還原劑是 ,產(chǎn)生還原劑的化學(xué)方程式
、 。由于礦石中有雜質(zhì),需除去,所加造渣劑為 ,反應(yīng)方程式為 。
用這種方法煉出的鐵是含碳2%~4.5%的 ,將生鐵進(jìn)一步冶煉,就可以得到用途廣泛的鋼。
3.銅的冶煉:
工業(yè)上用高溫冶煉黃銅礦得到銅。次冶煉得到的銅,其含量達(dá)到99.5%~99.7%。通過 法精煉銅,同等含量可以達(dá)到99.95%~99.98%。
4.鐵、銅的物理性質(zhì):
鐵是 色金屬,可以被磁鐵吸引。而銅是 色金屬 。鐵和銅都有良好的 性和 性。鐵和銅的密度 ,熔沸點(diǎn) 。
5.鐵、銅的化學(xué)性質(zhì):
〖教材P72交流與討論〗在以前的學(xué)習(xí)中,我們已經(jīng)了解了鐵、銅與其他物質(zhì)發(fā)生的一些反應(yīng),請你寫出相關(guān)的化學(xué)方程式或離子方程式,并指出反應(yīng)中的氧化劑和還原劑

1.與非金屬單質(zhì)的反應(yīng)(如與O2、Cl2、S等反應(yīng))

2.與酸的反應(yīng)

3.與鹽溶液的反應(yīng)
Fe+CuSO4_______
Cu+AgNO3_______
〖結(jié)論〗:鐵和銅在一定條下可以與某些非金屬、酸和鹽溶液發(fā)生反應(yīng)。鐵、銅在反應(yīng)過程中充當(dāng) 劑。銅在反應(yīng)過程中一般轉(zhuǎn)化為 價(jià)的銅的化合物。鐵與氧化性較弱的氧化劑(如鹽酸、硫酸銅等溶液)生成 的鐵的化合物,而與氧化性較強(qiáng)的氧化性(如氯氣等)反應(yīng)轉(zhuǎn)化為 的鐵的化合物。
【精彩例題】
例1.下列物質(zhì)中,不能由Fe跟非金屬單質(zhì)直接化合而成的是 ( )
A Fe3O4 B CuS C FeCl3 D FeCl2
2. 常溫下,不能用鐵制容器存放的物質(zhì)是 ( )
A 濃H2SO4 B 濃氨水 C CuSO4溶液 D OH溶液
3,下列關(guān)于鐵的敘述中錯(cuò)誤的是 (  )
A 純凈的鐵是光亮的銀白色金屬
B 鐵能被磁體吸引
C 鐵是地殼中含量最多的金屬元素,所以分布在地殼中的鐵有游離態(tài)也有化合態(tài)
D 常溫下,鐵與濃HNO3不反應(yīng)
【鞏固練習(xí)】
一.選擇題(每題有1個(gè)答案)
1.下列物質(zhì)混合時(shí),鐵能溶解但無氣體產(chǎn)生的是  
A 鐵粉與鹽酸 B 鐵屑與稀硫酸
C 鐵粉與硫酸銅溶液 D 鐵釘浸入水中
2.在含有Cu(NO3)2、g(NO3)2和AgNO3的溶液中加入適量鋅粉,首先置換出的是 ( )
A.g B. Cu C. Ag D. H2
3.CuS和Cu2S都能溶于硝酸,它們高溫灼燒的產(chǎn)物相同,以下鑒別CuS和Cu2S兩種黑色粉末的方法合理的是 ( )
A .將兩種樣品分別溶于硝酸,區(qū)別反應(yīng)快慢
B.將兩種樣品分別溶于硝酸,區(qū)別溶液的顏色
C.取兩種同質(zhì)量的樣品分別在高溫灼燒,區(qū)別殘留固體的質(zhì)量
D.取兩種同質(zhì)量的樣品分別在高溫灼燒,區(qū)別殘留固體的顏色
4.現(xiàn)有2 mol/L的鹽酸和硫酸溶液各100 mL,分別加入等質(zhì)量的鐵粉,反應(yīng)結(jié)束時(shí),所生成的氣體質(zhì)量比為2∶3,則往酸中加入的鐵粉的質(zhì)量為( )
A.8.4 g B.5.6 g C.2.8 g D.16.8 g
5.由FeSO4和Fe2(SO4)3組成的混合物中,含硫?yàn)閍%,則所含鐵的質(zhì)量百分含量為 ( )
A.3a%B.(100-2a)%C. 20%D. 1-3a%
6.在Fe、Fe2+、Fe3+三種粒子中,具有相同的 ( )
A. 質(zhì)子數(shù) B. 最外層電子數(shù) C. 核外電子數(shù) D. 電荷數(shù)
7.在化學(xué)反應(yīng):3Fe+4H2O Fe3O4+3H2↑中,H2O作  
A 還原劑B 氧化劑C 催化劑D 溶劑
8.質(zhì)量相同的下列金屬, 分別跟足量鹽酸完全反應(yīng)產(chǎn)生氫氣體積最多的是 ( )
A.鈉B.鋁C.鎂D.鋅
9.下列物質(zhì)中,不屬于合金的是 ( )
A.硬鋁 B.黃銅 C.鋼鐵 D.水銀
10.下列鐵的化合物中,鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)最高的是  
A FeS2B FeOC Fe2O3D Fe3O4
12345678910

二.填空題
11.Fe是地殼中含量很豐富的元素,也是生物體所必需的元素。
自然界中鐵礦石主要有赤鐵礦和磁鐵礦,金屬鐵是在高爐中冶煉的,高爐煉鐵除了加入鐵礦石外,還需加入焦炭和石灰石。請?zhí)羁眨?br />①寫出磁鐵礦主要成分的化學(xué)式:。
②寫出赤鐵礦被還原成鐵的化學(xué)方程式:。
③寫出焦炭在高爐中參與反應(yīng)的兩個(gè)化學(xué)方程式:。
④寫出CaCO3所參與反應(yīng)的兩個(gè)化學(xué)方程式:。
12.在一定條下可實(shí)現(xiàn)下圖所示物質(zhì)之間的變化

請?zhí)顚懸韵驴瞻?
(1)孔雀石的主要成份是CuCO3•Cu(OH)2(堿式碳酸銅)受熱易分解。上圖中的F是
(2)寫出明礬溶液與過量的NaOH溶液反應(yīng)的離子方程式
(3)圖中所得G和D都為固體混合后在高溫下可發(fā)生反應(yīng)寫出該反應(yīng)化學(xué)方程式
(4)每生成1mol D同時(shí)生成mol E
13.下圖表示某種鹽的制備步驟:

已知:水合鹽B含有45.3%的水;無水鹽C焙燒分解,放出兩種無色刺激性氣體E和F,并生成紅棕色固體D。
請寫出物質(zhì)的化學(xué)式或名稱:
A___________B____________C____________D____________
E____________F____________。
三.計(jì)算題
14.孔雀石和石青是自然界存在的兩種碳酸鹽類銅礦,它們的化學(xué)組成可表示為:xCuCO3•yCu(OH)2(x、y為正整數(shù)且x≤2,y≤2)
(1)孔雀石和石青分別與過量鹽酸反應(yīng)時(shí),孔雀石消耗的鹽酸的物質(zhì)的量與生成的CO2的物質(zhì)的量之比為4:1;石青則為3:1,請推算它們的化學(xué)組成。
孔雀石__________________________;石青__________________________;
(2)現(xiàn)有孔雀石和石青混合樣品,取兩份等質(zhì)量的樣品,在一份中加入過量鹽酸,生成CO2 3.36 L(標(biāo)準(zhǔn)狀況下);加熱另一份樣品使其完全分解,得到CuO 20 g,試通過計(jì)算確定該混合物中孔雀石和石青的物質(zhì)的量之比。





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