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专题3 第二单元 铁、铜的获取及其应用从自然界获取铁和铜(学案) 班级 姓名【学习目标】通过认识铁和铜存在状态，了解炼铁高炉的构造和反应原理及工业炼铜的方法。
【自主学习】一、铁的获取1．存在铁元素在地壳中的含量居第____位。
铁在自然界主要以________形式存在，铁单质只有在______中存在。
常见的铁矿有磁铁矿（主要成分_________）、赤铁矿（主要成分_________）。
2．铁的冶炼(1)设备：____________。
(2)原料：________、________、__________、__________等。
(3)原理：高温下，用__________把铁从铁矿石中还原出来。
(4)主要反应：①还原剂的生成：________________________，__________________。
②铁矿石的还原：_______________________________________________________。
③炉渣的形成：__________________________，_____ ______。
(5)铁合金：含C__________的为生铁，含C____________的为钢。
二、铜的获取1．存在(1)铜在自然界主要以 态形式存在，自然存在少量 。
(2)常见铜矿石主要成分：黄铜矿（主要成分__________）、孔雀石（主要成分__________________）。
2．冶炼(1)工业炼铜――→高温含Ag 、Au 、Fe 、Zn 等杂质的粗铜――→电解(2)生物炼铜(矿堆浸铜法，见资料卡)①原理：CuS ――→细菌O 2____________――→Fe Cu 【预习自测】1．炼铁的原料是 ( ) ①焦炭；②生石灰；③石灰石；④空气；⑤铁矿石；⑥一氧化碳。
A ．②④⑥B ．①②④⑤C ．①③④⑥D ．①③④⑤2. 高炉炼铁生产中，下列说法正确的是 （ ）A.焦炭和一氧化碳都是还原剂B.高炉炼铁可以得到纯铁C.加石灰石的目的主要是为了得到二氧化碳D.用于冶炼生铁的矿石主要有磁铁矿.赤铁矿和黄铁矿3.下列各种冶炼方法中，可制得相应金属的为 （ ）A、加热氢氧化铝B、加热碳酸钙C、电解熔融氧化铝D、电解氯化钠水溶液水4．下列情况中，能通过置换反应得到铁的是（）A、铜与氯化亚铁溶液常温下混合B、一氧化碳通过灼热的三氧化二铁C、氢气通入硫酸亚铁溶液D、铝和四氧化三铁混合加热到高温5. 现有：①磁铁矿(Fe3O4)；②黄铁矿(FeS2)；③赤铁矿(Fe2O3)。
从自然界获取铁和铜一、铁、铜在自然界中的存在：1、自然界中，铁和铜主要以_______形式存在，也有少量的铁、铜单质存在，其中铁单质主要只存在于__________中。
含有铁的矿石主要有：赤铁矿( )；磁铁矿( ) ；黄铁矿()含有铜的矿石主要有：黄铜矿()；孔雀石( )二、工业上铁的冶炼：1、原料：2、设备：3、原理：4、具体步骤：①还原剂的生成：②铁矿石的还原：③炉渣的形成：△高炉煤气成分：产品：是含生铁。
进一步炼制得含的钢。
三、铜的冶炼：1、高温冶炼黄铜矿：黄铜矿粗铜精铜2、湿法冶铜：3、生物炼铜①原理：含硫的铜矿→硫酸铜→炼铜②特点：★★★[归纳与总结]金属冶炼的一般方法1、电解方法：2、热还原法：3、热分解法：4、富集法：此外还有生物冶金法、铝热反应法。
1、下列叙述中正确的是( )A.含金属元素的离子不一定都是阳离子B.在氧化还原反应中，非金属单质一定是氧化剂C.某元素由化合态变为游离态时，该元素一定被还原D.金属阳离子被还原不一定得到金属单质2、宋朝初期，我国已将湿法炼铜应用于生产，其反应原理是( )A. CuO+H2H2O+Cu B．CuO+CO CO2+CuC.Fe+CuSO4FeSO4+CuD. C u2(O H)2C O32CuO+H2O+CO2↑3、均能使Fe2O3还原成Fe的一组物质是( )A.CO、O2、H2B. CO、H2、C C．CO2、H2O、O2D．CO2、O2、C4、下列各种冶炼方法中，可制得相应金属的是( )A.加热Al2O3B．加热CaCO3C．电解熔融NaCl D．NaCl与A1粉高温共热5、下列反应原理不符合工业冶炼金属的实际情况的是( )A.2HgO2Hg+O2↑B．4Al+3MnO22Al2O3+3MnC.2MgO2Mg+O2↑D．4CO+Fe3O43Fe+4CO26、某金属氧化物在高温下与足量CO反应，生成的气体通过足量的澄清石灰水，得到沉淀的质量为原来氧化物质量的1.25倍，该金属为( )A.FeB. CuC. PbD. Zn7、金属铁是在高炉中冶炼的，高炉炼铁除了加入铁矿石外，还需加入焦炭和石灰石。
从自然界获取铁和铜一、铁、铜的存在：铁、铜在自然界中主要以的形式存在于自然界。
常见的有磁铁矿、赤铁矿。
铁元素在地壳中的含量为4.65%常见的铜铁矿有黄铜矿____________、孔雀石________等。
二．铁、铜的工业生产(1)高炉炼铁①原理：在高温下，用___________________把铁从铁矿石中还原出来。
②原料：_____________________________________________________________。
③设备：___________________。
④主要反应：A．还原剂的生成_________________________________________________________。
B．铁矿石的还原_________________________________________________________。
C．炉渣的形成____________________________________________________________。
⑤产品：含碳2％～4.5％的________________，将生铁进一步炼制，就可以得到用途更广泛的________(含碳0.03％～2％)1．(2011·上海高考)高炉炼铁过程中既被氧化又被还原的元素是()A．铁B．氮C．氧D．碳2．下列能通过置换反应生成铁的是()①Zn＋FeCl2(溶液)②Na＋FeSO4(溶液)③Fe2O3＋CO(高温)④Fe3O4＋H2(高温)A．①③④B．①②③C．①④D．①②③④3．(10分)铁是地壳中含量很丰富的元素，也是生物体所必需的元素。
自然界中铁矿石主要有赤铁矿和磁铁矿。
金属铁是在高炉中冶炼的，高炉炼铁除了加入铁矿石外，还需加入焦炭和石灰石。
请填空：(1)写出磁铁矿主要成分的化学式：____________。
(2)写出磁铁矿被还原成单质铁的化学方程式：________________________________________________________________________。
训练3 从自然界获取铁和铜1． 铁、铜的存在：铁、铜在自然界中主要以 的形式存在。
常见的有磁铁矿 、赤铁矿 ，常见的铜铁矿有黄铜矿（CuFeS 2）、孔雀石 等。
2． 铁的冶炼：化学方程式 、 用这种方法炼出的铁是含碳2%～4.5%的 ，将生铁进一步冶炼，就可以得到用途广泛的钢。
3． 铜的冶炼：工业上用高温冶炼黄铜矿得到铜。
次冶炼得到的铜，其含量达到99.5%～99.7%。
通过 法精炼铜，同等含量可以达到99.95%～99.98%。
4． 铁、铜的物理性质：铁是 色金属，可以被磁铁吸引。
而铜是 色金属 。
铁和铜都有良好的性和 性。
铁和铜的密度 ，熔沸点 。
5． 铁、铜的化学性质：1.与非金属单质的反应（如与O 2、Cl 2等反应）2.与酸的反应 3．与盐溶液的反应 Fe+CuSO 4_______Cu+AgNO 3_______〖结论〗铁和铜在一定条件下可以与某些非金属、酸和盐溶液发生反应。
铁、铜在反应过程中充当 剂。
铜在反应过程中一般转化为 价的铜的化合物。
铁与氧化性较弱的氧化剂（如盐酸、硫酸铜等溶液）生成 的铁的化合物，而与氧化性较强的氧化性（如氯气等）反应转化为 的铁的化合物。
6．Fe 2+与Fe 3+的检验1．硅在自然界只以化合态形式存在，如铁矿石中的硅主要以脉石(SiO 2)的形式存在。
炼铁时为了除去脉石，向炼铁高炉中加入石灰石。
该过程不可能涉及的化学反应是 ( ) A ．CaCO 3=====高温CaO ＋CO 2↑ B ．2FeO ＋Si=====高温2Fe ＋SiO 2 C ．SiO 2＋3C=====高温SiC ＋2CO ↑D ．CaO ＋SiO 2=====高温CaSiO 32．纯铁的熔点为1 535 ℃，而高炉中炼铁时生铁(含碳量较高的铁合金)在1 200 ℃左右就熔化了，这是因为A ．铁的纯度越高熔点越低B ．合金的熔点比其成分物质的熔点高C ．生铁形成了铁碳合金，所以熔点变低D ．在高炉中熔化的过程中发生了化学反应3．用电解法分别电解熔融的KCl 、MgCl 2、Al 2O 3三种物质，若通过的电量相同，则析出K 、Mg 、Al 三种金属的物质的量之比为 ( )A ．6∶3∶2B ．6∶3∶1C ．3∶2∶1D ．1∶2∶34．用足量的CO 还原32.0 g 某种氧化物，将生成的气体通入足量澄清石灰水中，得到60 g 沉淀，则该氧化物是A ．FeOB ．Fe 2O 3C ．CuOD ．Cu 2O5．铁是地壳中含量很丰富的元素，金属铁是在高炉中冶炼的，在冶金工业中，常用焦炭来冶炼铁。
(1)写出焦炭在高炉中所参与的两个反应的化学方程式：_________________________。
(2)写出赤铁矿被CO 还原成铁的化学方程式：___________________________ 。
(3)实验室中可用CO 还原Fe 2O 3，在加热Fe 2O 3前应________，直到无____________现象时才能点燃酒精灯加热，否则可能发生____________现象，未反应完全的CO____________(填“能”或“不能”)排放到大气中，应做__________处理。
6．钛(Ti)被称为继铁、铝之后的第三金属，钛白(TiO 2)是目前最好的白色颜料。
制备TiO 2和Ti 的原料是钛铁矿，我国的钛铁矿储量居世界首位。
含有Fe 2O 3的钛铁矿(主要成分为FeTiO 3)制取TiO 2的流程如下：(1)步骤①加Fe 的目的是____________________；步骤②冷却的目的是__________________________。
(2)上述制备TiO 2的过程中，可以利用的副产物是__________；考虑成本和废物综合利用因素，废液中应加入__________处理。
(3)由金红石(TiO 2)制取单质Ti ，涉及到的步骤为 TiO 2―→TiCl 4――→Mg800 ℃，ArTi 反应TiCl 4＋2Mg===2MgCl 2＋Ti 在Ar 气氛中进行的理由是____________________。
训练4 铁、铜及其化合物的应用 一、铁、铜及其化合物的性质1．下列反应中，铁只能生成高价化合物的是( )A ．少量铁与稀硫酸反应B ．铁丝在氧气中燃烧C ．过量铁粉在氯气中燃烧D ．Fe 投入到CuSO 4溶液中 2．下列物质不能通过化合反应得到的是( )A ．Al(OH)3B ．Fe(OH)3C ．CuOD ．Fe 3O 43．向200 mL 0.1 mol·L－1的Fe(NO 3)2溶液中加入适量的NaOH 溶液，使Fe 2＋恰好完全沉淀，过滤，小心加热沉淀，直到水分蒸干，再灼烧到质量不再变化，此时固体的质量为 ( ) A ．1.44 gB ．1.6 gC ．2.82 gD ．4.36 g4.当向盛有氯化铁溶液的烧杯中同时加入铁粉和铜粉，反应结束后，烧杯底部不可能出现的是A ．有铜无铁B ．有铁无铜C ．有铁有铜D ．无铁无铜二、Fe 2＋与Fe 3＋之间的相互转化5．某物质溶于盐酸后，再向溶液中滴加KSCN溶液，结果溶液颜色无变化，然后加入新制氯水，溶液呈血红色，则这种物质是()A．FeCl3 B．FeCl2 C．Fe(OH)3 D．Fe3O46．把铁片放入下列溶液中，铁片溶解且溶液质量减小，没有气体生成，此溶液是()A．FeSO4 B．H2SO4 C．Fe2(SO4)3 D．CuSO47．将Cu片放入0.1 mol·L－1FeCl3溶液中,反应一段时间后取出Cu片,溶液中c(Fe3＋)∶c(Fe2＋)＝2∶3，则Cu2＋与Fe3＋的物质的量之比为()A．3∶2 B．3∶5 C．4∶3 D．3∶48．某溶液中有Fe3＋、Mg2＋、Fe2＋和Al3＋四种阳离子，若向其中加入过量的氢氧化钠溶液，搅拌后，再加入过量的盐酸，溶液中大量减少的阳离子是()A．Fe3＋B．Mg2＋C．Fe2＋D．Al3＋三、Fe3＋的检验9．向某晶体的溶液中加入Fe2＋的溶液无明显变化，当滴加几滴溴水后，混合液出现血红色，由此得出下列的结论错误的是()A．Fe3＋的氧化性比溴的氧化性强B．该晶体中一定含有SCN－C．Fe2＋与SCN－不能形成血红色化合物D．Fe2＋被溴氧化成Fe3＋10．有NaCl、FeCl2、FeCl3、MgCl2、AlCl3五种溶液，用一种试剂就可把它们鉴别开来，这种试剂是A．盐酸B．烧碱溶液C．氨水D．KSCN溶液四、金属混合物的计算11．把一块铁铝合金溶于足量的盐酸中，通入足量氯气，再加入过量氢氧化钠溶液，过滤，把滤渣充分灼烧，得到的固体残留物恰好跟原来合金的质量相等，则此合金中，铁、铝的质量之比约为A．1∶1 B．3∶1 C．7∶3 D．1∶412．向一定量Fe、FeO、Fe2O3的混合物中加入1 000 mL 0.1 mol·L－1的盐酸，恰好完全溶解，所得溶液中加KSCN 无血红色出现，若用足量CO还原相同质量的此混合物，能得到铁A．11.2 g B．2.8 g C．5.6 g D．无法计算13．已知A为常见的金属单质，根据下图所示的关系填空：(1)确定A、B、C、D、E、F的化学式：A__________；B______，C________，D__________，E________，F__________。
(2)写出⑧的化学方程式，④、⑤的离子方程式。
14．电子工业常用30%的FeCl3溶液腐蚀敷在绝缘板上的铜箔，制造印刷电路板。
(1)检验溶液中Fe3＋存在的试剂是____________，证明Fe3＋存在的现象是_____________________________。
(2)写出FeCl3溶液与金属铜发生反应的化学方程式：__________________________(3)某工程师为了从使用过的腐蚀废液中回收铜，并重新获得FeCl3溶液，准备采用下列步骤：A．请写出上述实验中加入或生成的有关物质的化学式。
①________，②________，③________，④________，⑤________。
B．请写出相关反应的化学方程式。
______________________；____________________________________________，______________________；____________________________________________。
15．小明很喜欢化学实验课，今天要学习“探究铁及其化合物的氧化性或还原性”。
(1)实验前小明预测说：Fe2＋肯定既有还原性又有氧化性。
你认为他预测的依据___________________________。
(2)小明欲用实验证明他的预测。
实验室提供了下列试剂：3%的H2O2溶液、锌粒、铜片、0.1 mol·L－1FeCl2溶液、KSCN溶液、新制氯水。
①若小明计划在0.1 mol·L－1 FeCl2溶液中滴入新制氯水，探究Fe2＋的还原性，你预计可能发生的反应和现象是_____________________________________________________(写离子方程式)，溶液由浅绿色变为__________色。
②实验中，小明发现现象不太明显，老师分析可能是产物的含量太低，建议可以通过检验Fe2＋被氧化的产物Fe3＋的存在以获取证据。
你认为可选____________________滴入小明所得的混合液中，并通过溶液出现______________色的现象，证明小明的观点和实验方案都是正确的。
③对于证明Fe2＋具有氧化性，小明认为金属单质都具有还原性，并分别将铜片、锌粒投入FeCl2溶液中，结果铜片没变化，锌粒逐渐变小。
由此说明三种金属的还原性由强至弱的顺序为________________。
(3)小明分析H2O2中氧元素显－1价(中间价)，并提出疑问：H2O2与FeCl2反应时，Fe2＋还作氧化剂吗？①请你为小明梳理相关问题：若Fe2＋在反应中表现出氧化性应转化成__________(填微粒符号，下同)，若Fe2＋在反应中表现出还原性应转化成__________。
②实际上Fe2＋的还原性较强，实验室的FeCl2溶液常因氧化而变质。
除杂的方法是_____________，相关反应的离子方程式：_____________________________________。
训练5含硅矿物与信息材料一、硅1、硅的存在：（1）在地壳中的含量仅次于，居于第位；（2）在自然界中没有游离态的硅，只有以化合态态存在的硅。
如、等；（3）化合态的硅广泛存在于地壳的各种矿物和岩石里，是构成矿物和岩石的主要成分。
