化學從自然界中獲取鐵和銅學案設計

【學海導航】

1．瞭解鐵、銅在自然界的主要存在形式和鐵、銅的冶煉方法

2．瞭解鐵、銅的物理性質，掌握鐵、銅的化學性質

【主幹知識】

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：

工業上鐵的冶煉是在 中進行的。原料有 、 、 和 等。在冶煉過程中，鐵元素被還原，還原劑是 ，產生還原劑的化學方程式、 。由於礦石中有雜質，需除去，所加造渣劑為 ，反應方程式為 。

用這種方法煉出的鐵是含碳2%～4.5%的 ，將生鐵進一步冶煉，就可以得到用途廣泛的鋼。

3．銅的冶煉：

工業上用高温冶煉黃銅礦得到銅。次冶煉得到的銅，其含量達到99.5%～99.7%。通過 法精煉銅，同等含量可以達到99.95%～99.98%。

4．鐵、銅的物理性質：

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 。

5．鐵、銅的化學性質：

〖教材P72交流與討論在以前的學習中，我們已經瞭解了鐵、銅與其他物質發生的一些反應，請你寫出相關的化學方程式或離子方程式，並指出反應中的氧化劑和還原劑

1.與非金屬單質的反應（如與O2、Cl2、S等反應）

2.與酸的反應

3．與鹽溶液的.反應

Fe+CuSO4_______

Cu+AgNO3_______

〖結論：鐵和銅在一定條件下可以與某些非金屬、酸和鹽溶液發生反應。鐵、銅在反應過程中充當 劑。銅在反應過程中一般轉化為 價的銅的化合物。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，而與氧化性較強的氧化性（如氯氣等）反應轉化為 的鐵的化合物。

【精彩例題】

例1．下列物質中，不能由Fe跟非金屬單質直接化合而成的是 （ ）

A Fe3O4 B CuS C FeCl3 D FeCl2

2. 常温下，不能用鐵製容器存放的物質是 （ ）

A 濃H2SO4 B 濃氨水 C CuSO4溶液 D KOH溶液

3，下列關於鐵的敍述中錯誤的是 （ ）

A 純淨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，所以分佈在地殼中的鐵有遊離態也有化合態

D 常温下，鐵與濃HNO3不反應

【鞏固練習】

一．選擇題（每題有1個答案）

1．下列物質混合時，鐵能溶解但無氣體產生的是 ? ?

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、Mg（NO3）2和AgNO3的溶液中加入適量鋅粉，首先置換出的是 （ ）

B. Cu C. Ag D. H2

3．CuS和Cu2S都能溶於硝酸，它們高温灼燒的產物相同，以下鑑別CuS和Cu2S兩種黑色粉末的方法合理的是 （ ）

A .將兩種樣品分別溶於硝酸，區別反應快慢

B.將兩種樣品分別溶於硝酸，區別溶液的顏色

C.取兩種同質量的樣品分別在高温灼燒，區別殘留固體的質量

D.取兩種同質量的樣品分別在高温灼燒，區別殘留固體的顏色

4．現有2 mol/L的鹽酸和硫酸溶液各100 mL，分別加入等質量的鐵粉，反應結束時，所生成的氣體質量比為2∶3，則往酸中加入的鐵粉的質量為（ ）

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，含硫為a％，則所含鐵的質量百分含量為 ( )

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. 質子數 B. 最外層電子數 C. 核外電子數 D. 電荷數

7．在化學反應：3Fe＋4H2O Fe3O4＋3H2↑中，H2O作 ? ?

A? 還原劑B? 氧化劑C? 催化劑D? 溶劑

8．質量相同的下列金屬, 分別跟足量鹽酸完全反應產生氫氣體積最多的是 （ ）

A．鈉B．鋁C．鎂D．鋅

9．下列物質中，不屬於合金的是 （ ）

A.硬鋁 B.黃銅 C.鋼鐵 D.水銀

10．下列鐵的化合物中，鐵的質量分數最高的是 ? ?

A? FeS2B? FeOC? Fe2O3D? Fe3O4

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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，高爐鍊鐵除了加入鐵礦石外，還需加入焦炭和石灰石。請填空：

①寫出磁鐵礦主要成分的化學式：。

②寫出赤鐵礦被還原成鐵的化學方程式：。

③寫出焦炭在高爐中參與反應的兩個化學方程式：。

④寫出CaCO3所參與反應的兩個化學方程式：。

12．在一定條件下可實現下圖所示物質之間的變化

請填寫以下空白:

(1)孔雀石的主要成份是CuCO3?Cu(OH)2(鹼式碳酸銅)受熱易分解。上圖中的F是

(2)寫出明礬溶液與過量的NaOH溶液反應的離子方程式

(3)圖中所得G和D都為固體混合後在高温下可發生反應寫出該反應化學方程式

(4)每生成1mol D同時生成mol E

13．下圖表示某種鹽的製備步驟：

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，並生成紅棕色固體D。

請寫出物質的化學式或名稱：

A___________B____________C____________D____________

E____________F____________。

三．計算題

14．孔雀石和石青是自然界存在的兩種碳酸鹽類銅礦，它們的化學組成可表示為：xCuCO3?yCu(OH)2（x、y為正整數且x≤2，y≤2）

（1）孔雀石和石青分別與過量鹽酸反應時，孔雀石消耗的鹽酸的物質的量與生成的CO2的物質的量之比為4:1；石青則為3:1，請推算它們的化學組成。

孔雀石__________________________；石青__________________________；

（2）現有孔雀石和石青混合樣品，取兩份等質量的樣品，在一份中加入過量鹽酸，生成CO2 3.36 L（標準狀況下）；加熱另一份樣品使其完全分解，得到CuO 20 g，試通過計算確定該混合物中孔雀石和石青的物質的量之比。