高一化學(xué)鐵銅的獲取及應(yīng)用

1、鐵、銅的獲取及應(yīng)用思考：在自然界里，鐵思考：在自然界里，鐵、銅是以什么形式存在的？銅是以什么形式存在的？解析：鐵是一種活潑的金屬，因此，自然界解析：鐵是一種活潑的金屬，因此，自然界 里的鐵是以化合態(tài)的形式存在的。除里的鐵是以化合態(tài)的形式存在的。除 了天外墜至地球的隕鐵外，自然界里了天外墜至地球的隕鐵外，自然界里 不存在游離態(tài)的鐵。而銅的化學(xué)性質(zhì)不存在游離態(tài)的鐵。而銅的化學(xué)性質(zhì) 比鐵穩(wěn)定，在自然界中主要以化合態(tài)比鐵穩(wěn)定，在自然界中主要以化合態(tài) 存在，也有少量單質(zhì)銅存在，也有少量單質(zhì)銅鐵礦石的成分和種類鐵礦石的成分和種類鐵礦石鐵礦石脈石脈石和硫磷雜質(zhì)和硫磷雜質(zhì)鐵化合物鐵化合物Fe3O4(磁鐵礦石磁

2、鐵礦石)Fe2O3(赤鐵礦石赤鐵礦石)2Fe2O33H2O(褐鐵礦石褐鐵礦石)FeCO3(菱鐵礦石菱鐵礦石)銅礦石的成分和種類銅礦石的成分和種類黃銅礦（黃銅礦（CuFeS2）孔雀石（孔雀石（CuCO3Cu(OH)2）如何將鐵、銅從化合態(tài)轉(zhuǎn)化為游離態(tài)？如何將鐵、銅從化合態(tài)轉(zhuǎn)化為游離態(tài)？生成鐵的化學(xué)方程式生成鐵的化學(xué)方程式 生成銅的化學(xué)方程式生成銅的化學(xué)方程式一一 煉鐵：煉鐵：鐵礦石（化合態(tài)）鐵礦石（化合態(tài)）鐵單質(zhì)（游離態(tài)）鐵單質(zhì)（游離態(tài)）（2 2）基本反應(yīng)原理：）基本反應(yīng)原理：利用氧化還原反應(yīng)，在高溫下，用還原劑利用氧化還原反應(yīng)，在高溫下，用還原劑（主要是（主要是CO)從鐵礦石中還原出鐵。從鐵礦

3、石中還原出鐵。（3）設(shè)備：）設(shè)備：高爐高爐（1）原料：）原料：鐵礦石，焦炭，石灰石，空氣鐵礦石，焦炭，石灰石，空氣 （4）煉鐵的主要反應(yīng)過程：煉鐵的主要反應(yīng)過程：3CO+ Fe3CO+ Fe2 2O O3 3 2Fe+3CO2Fe+3CO2 2高溫高溫?zé)掕F的主要反應(yīng)過程煉鐵的主要反應(yīng)過程產(chǎn)生還原劑：產(chǎn)生還原劑： C+O2CO2 CO2+C2CO （空氣，焦炭）（空氣，焦炭） 還原鐵礦石：還原鐵礦石： Fe2O3+3CO 2Fe+3CO2 （鐵礦石）（鐵礦石） 造渣（除脈石）：造渣（除脈石）： CaCO3 CO2+CaO CaO+SiO2 CaSiO3 （熔劑：石灰石）（熔劑：石灰石）高溫高溫高

4、溫高溫（5）煉鐵產(chǎn)品：）煉鐵產(chǎn)品： 生鐵生鐵(6)煉鐵和環(huán)保節(jié)能煉鐵和環(huán)保節(jié)能高爐煤氣：高爐煤氣： CO、CO2、N2鐵鐵 的的 合合 金金生生 鐵鐵鋼鋼含含 碳碳 的的 質(zhì)質(zhì)量量 分分 數(shù)數(shù)雜雜 質(zhì)質(zhì)機機 械械 加加 工工機機 械械 性性 能能生鐵和鋼的比較生鐵和鋼的比較2%4.3%0.03%2%硅錳硅錳(較多較多)硫磷硫磷(較多較多)硅錳硅錳(適量適量)硫磷硫磷(較少較少)可鑄不可鍛可鑄不可鍛可鑄可鑄,可鍛可鍛,可壓延可壓延硬而脆硬而脆硬而韌硬而韌,有彈性有彈性金屬存在形式冶煉方法NaMgAlFeCu很活潑金屬較活潑和不活潑金屬鐵和銅的獲取和應(yīng)用鐵和銅的獲取和應(yīng)用方法比較練習(xí)：練習(xí)：1 1

5、、高爐煤氣的主要成分是什么？如何處理高爐煤氣？、高爐煤氣的主要成分是什么？如何處理高爐煤氣？ 2 2、煉鐵中為什么要用石灰石？、煉鐵中為什么要用石灰石？ 3 3、高爐煤氣能夠廢物利用變?yōu)槿剂?，爐渣能否、高爐煤氣能夠廢物利用變?yōu)槿剂?，爐渣能否 也可廢物利用？也可廢物利用？ 4 4、煉鐵中得到的鐵是純鐵嗎？、煉鐵中得到的鐵是純鐵嗎？5.自然界中存在的元素大多以化合態(tài)存在自然界中存在的元素大多以化合態(tài)存在,而我們在生而我們在生產(chǎn)和生活中需要許多單質(zhì)產(chǎn)和生活中需要許多單質(zhì),如金屬鐵、氯氣等如金屬鐵、氯氣等,把某元把某元素由化合態(tài)變?yōu)橛坞x態(tài)素由化合態(tài)變?yōu)橛坞x態(tài),則它則它 ( )A.被氧化被氧化B.被還原

6、被還原C.有可能被氧化有可能被氧化,也可能被還原也可能被還原D.由高價變?yōu)榈蛢r由高價變?yōu)榈蛢rCC+O2=CO2CO2+C=2CO3CO+Fe2O3=2Fe+3CO2小結(jié)：小結(jié)：0Fe2Fe3Fe強氧化劑：Cl2、Br2、H2O2、HNO3、濃H2SO4等較弱氧化劑：S、H+、Cu2+、Fe3+、I2O2 、H2O（g）43OFe+2、+3Fe2+Fe3+與與的鑒別的鑒別三、三、觀察溶液顏色觀察溶液顏色與與KSCN反應(yīng)反應(yīng)與與NaOH反應(yīng)反應(yīng)淺綠色淺綠色棕黃色棕黃色無明顯現(xiàn)象無明顯現(xiàn)象溶液變?yōu)檠t色溶液變?yōu)檠t色白色沉淀迅速變灰白色沉淀迅速變灰綠色最后呈紅褐色綠色最后呈紅褐色立即產(chǎn)生紅立即產(chǎn)生紅

7、褐色沉淀褐色沉淀Fe3+Fe2+鑒別方法鑒別方法活動與探活動與探究究轉(zhuǎn)化類型轉(zhuǎn)化類型實驗方案實驗方案 現(xiàn)象現(xiàn)象Fe2+Fe3+2Fe2+Cl2=2Fe3+2Cl-2e-結(jié)論結(jié)論KSCNFe2+Cl2水水(二)一、無明顯變化一、無明顯變化二、加入二、加入KSCN溶液后溶液呈溶液后溶液呈血紅色血紅色Fe2+ Fe3+Cl2KSCNFe2+(一)活動與探活動與探究究轉(zhuǎn)化類型轉(zhuǎn)化類型 實驗方案實驗方案 現(xiàn)象現(xiàn)象Fe3+Fe2+2Fe3+Fe=3Fe2+2e-Fe3+ Fe2+Fe結(jié)論結(jié)論(一)Fe3+KSCNKSCN(二)FeFe3+（一）溶液變（一）溶液變成成血紅色血紅色（二）加（二）加鐵粉鐵粉后后

8、溶液由溶液由黃色黃色變成變成淺綠色淺綠色加加KSCN溶液后無明顯變?nèi)芤汉鬅o明顯變化化Fe2+Fe3+與與的相互轉(zhuǎn)化的相互轉(zhuǎn)化四、四、Fe2+小結(jié)：小結(jié)：Fe3+氧化性較強的氧化劑如氧化性較強的氧化劑如Cl2、硝酸等、硝酸等還原劑如還原劑如Fe、Cu等等Fe2+Fe3+化合價化合價 ， 升高升高 需加入需加入氧化劑氧化劑。還原劑還原劑。降低降低Fe3+Fe2+化合價化合價 ， 需加入需加入Fe氧化性較弱的氧化劑如氧化性較弱的氧化劑如 H 、Cu等等+2+氧化性較強的氧化劑如氧化性較強的氧化劑如Cl2、硝酸等、硝酸等Zn 、Al、 Mg等等等Zn、Al、Mg五、鐵及銅的化合物的應(yīng)用五、鐵及銅的化合

9、物的應(yīng)用1、鐵的化合物、鐵的化合物Fe2O3作顏料作顏料氯化鐵、硫酸亞鐵可作凈水劑氯化鐵、硫酸亞鐵可作凈水劑作磁性材料作磁性材料維持生命的微量元素維持生命的微量元素2、銅的化合物：、銅的化合物：銅鹽可殺菌，銅鹽可殺菌，CuSO4溶液殺滅寄生蟲，治溶液殺滅寄生蟲，治療皮膚病。療皮膚病。 試一試試一試1.實驗室配制的實驗室配制的FeSO4溶液溶液久置久置是否會變質(zhì)是否會變質(zhì)?為什么為什么? 如何鑒定它已經(jīng)變質(zhì)如何鑒定它已經(jīng)變質(zhì)?2.如何防止如何防止FeSO4溶液變質(zhì)溶液變質(zhì)? 2Fe3+Fe=3Fe2+2e-練一練練一練1、能與、能與Fe3+反應(yīng)且能證明反應(yīng)且能證明Fe3+具有氧化性的物質(zhì)是具有氧

10、化性的物質(zhì)是: KSCNFeFeCl2NaOH( ) A. B. C. D. 2、某溶液中加入、某溶液中加入KSCN溶液無明顯現(xiàn)象，再滴加氯水溶液無明顯現(xiàn)象，再滴加氯水,溶液立即變?yōu)榧t色，說明原溶液中一定含有（溶液立即變?yōu)榧t色，說明原溶液中一定含有（ ） A.Fe3+ B. Fe2 C. Cu2+ D. Zn2+BD4、要證明某溶液中不含 練一練練一練: :Fe3+Fe2+而可能含有，進行如下實驗操作時最佳順序為加入足量氯水 加入足量KMnO4 加入少量KSCN溶液（）A. B. C. D. C3、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)

11、論中錯誤的是（）A.該溶液中一定含有SCN-Fe3+B.氧化性： Cl2Fe2+SCN-與不能形成紅色物質(zhì)C.D. Fe2+Fe3+被氯水氧化為B鋼鐵的腐蝕：鋼鐵的腐蝕：鋼鐵的腐蝕鋼鐵的腐蝕是指鋼鐵與是指鋼鐵與周圍的物質(zhì)周圍的物質(zhì)接觸，發(fā)生接觸，發(fā)生化學(xué)反應(yīng)而化學(xué)反應(yīng)而被被侵蝕損耗侵蝕損耗的過程。的過程。第二單元第二單元 鐵、銅的獲取及應(yīng)用鐵、銅的獲取及應(yīng)用3 鋼鐵的腐蝕鋼鐵的腐蝕1、鋼鐵腐蝕的危害情況？、鋼鐵腐蝕的危害情況？2、鋼鐵易腐蝕，為什么比鐵更活潑的金屬、鋼鐵易腐蝕，為什么比鐵更活潑的金屬Al、 Zn等不易腐蝕？等不易腐蝕？3、通過觀察，你發(fā)現(xiàn)哪些場所的鋼鐵易被腐、通過觀察，你發(fā)現(xiàn)哪

12、些場所的鋼鐵易被腐 蝕？蝕？4、你認(rèn)為鋼鐵的腐蝕需要什么條件？、你認(rèn)為鋼鐵的腐蝕需要什么條件？5、請設(shè)計實驗驗證你的預(yù)測（參考、請設(shè)計實驗驗證你的預(yù)測（參考P75活動活動 與探究，填寫下表）。與探究，填寫下表）。 一、鋼鐵腐蝕的危害（分組預(yù)習(xí)課本、一、鋼鐵腐蝕的危害（分組預(yù)習(xí)課本、查閱資料、實地考察完成下列問題）查閱資料、實地考察完成下列問題） 金屬的腐蝕對國民經(jīng)濟帶來的損失是驚人的，據(jù)金屬的腐蝕對國民經(jīng)濟帶來的損失是驚人的，據(jù)7070年代美國的一份統(tǒng)計報告稱，全世界每年由于腐蝕年代美國的一份統(tǒng)計報告稱，全世界每年由于腐蝕而報廢的金屬設(shè)備和材料，而報廢的金屬設(shè)備和材料，約相當(dāng)于金屬年產(chǎn)量的約相

13、當(dāng)于金屬年產(chǎn)量的1/31/3，全世界每年因金屬腐蝕造成的直接經(jīng)濟損失約，全世界每年因金屬腐蝕造成的直接經(jīng)濟損失約達億美元，是地震、水災(zāi)、臺風(fēng)等自然災(zāi)達億美元，是地震、水災(zāi)、臺風(fēng)等自然災(zāi)害造成損失總和的倍害造成損失總和的倍. . 目前我國由于金屬材料的腐蝕損失每年大約目前我國由于金屬材料的腐蝕損失每年大約50005000億元人民幣，億元人民幣，約占我國國民生產(chǎn)總值的約占我國國民生產(chǎn)總值的6%6%左右左右。當(dāng)前，。當(dāng)前，世界各國都有許多優(yōu)秀的科學(xué)家，從事金屬腐蝕理論世界各國都有許多優(yōu)秀的科學(xué)家，從事金屬腐蝕理論及防護方法的研究工作。一旦有新的突破，產(chǎn)生的經(jīng)及防護方法的研究工作。一旦有新的突破，產(chǎn)生

14、的經(jīng)濟效益和社會影響，必將是巨大的。濟效益和社會影響，必將是巨大的。1、鋼鐵腐蝕的危害情況？、鋼鐵腐蝕的危害情況？ 純凈的鐵抗腐蝕能力強，不易被腐蝕，純凈的鐵抗腐蝕能力強，不易被腐蝕，但其硬度不夠，因此使用得多的還是碳素鋼。但其硬度不夠，因此使用得多的還是碳素鋼。通常使用的鋅、鋁制品純度高，表面被氧化通常使用的鋅、鋁制品純度高，表面被氧化時形成致密的氧化膜，阻止氧氣、水的滲入時形成致密的氧化膜，阻止氧氣、水的滲入使腐蝕停止，即致密的氧化膜是保護的關(guān)鍵。使腐蝕停止，即致密的氧化膜是保護的關(guān)鍵。 2、鋼鐵易腐蝕，為什么比鐵更活、鋼鐵易腐蝕，為什么比鐵更活潑的金屬潑的金屬Al、 Zn等不易腐蝕？等不

15、易腐蝕？鋼鐵在潮濕的空氣中易被腐蝕。鋼鐵在潮濕的空氣中易被腐蝕。3、通過觀察，你發(fā)現(xiàn)哪些場所、通過觀察，你發(fā)現(xiàn)哪些場所的鋼鐵易被腐蝕？的鋼鐵易被腐蝕？4、你認(rèn)為鋼鐵的腐蝕需要什、你認(rèn)為鋼鐵的腐蝕需要什么條件？么條件？空氣、水空氣、水二、鋼鐵腐蝕的原因二、鋼鐵腐蝕的原因?qū)嶒炘O(shè)計實驗設(shè)計實驗現(xiàn)象實驗現(xiàn)象結(jié)論結(jié)論1、將鐵釘放入試管中、將鐵釘放入試管中2、將鐵釘放入試管中，加水、將鐵釘放入試管中，加水至半枚鐵釘浸沒在水中至半枚鐵釘浸沒在水中3、將鐵釘放入試管中，加水、將鐵釘放入試管中，加水至鐵釘全部被淹沒至鐵釘全部被淹沒4、將實驗、將實驗2中水改為飽和食鹽中水改為飽和食鹽水水鐵釘沒有生銹鐵釘沒有生銹鐵

16、釘沒有生銹鐵釘沒有生銹鐵釘生銹了鐵釘生銹了鐵釘銹的更厲害鐵釘銹的更厲害1、鐵釘生、鐵釘生銹是鐵釘與銹是鐵釘與空氣與水蒸空氣與水蒸氣作用的結(jié)氣作用的結(jié)果。果。2、電解質(zhì)、電解質(zhì)能促進鐵釘能促進鐵釘?shù)纳P的生銹2、原理分析：、原理分析：二、鋼鐵腐蝕的原因二、鋼鐵腐蝕的原因-2e-2e- -被氧化被氧化鋼鐵腐蝕的本質(zhì)鋼鐵腐蝕的本質(zhì)FeFeFeFe2+2+（2）空氣和水在鋼鐵腐蝕過程中起了什么反應(yīng)？）空氣和水在鋼鐵腐蝕過程中起了什么反應(yīng)？2、原理分析：、原理分析：二、鋼鐵腐蝕的原因二、鋼鐵腐蝕的原因答：氧氣作為氧化劑，化合價降低，答：氧氣作為氧化劑，化合價降低，該過程可表示為：該過程可表示為：O2+2H2O +4e 4OH- Fe2+2OH-=Fe(OH)24Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3Fe(OH)3Fe2O3xH2O脫水脫水鋼鐵的鋼鐵的吸氧腐蝕吸氧腐蝕2、原理分析：、原理分析：二、鋼鐵腐蝕的原因二、鋼鐵腐蝕的原因（3）如果是在酸性環(huán)境中，氧化劑還是氧氣么？）如果是在酸性環(huán)境中，氧化劑還是氧氣么？答：不是。在酸性環(huán)境下，氧化劑是答：不是。在酸性環(huán)境下，氧化劑是H+。Fe+2H+=Fe2+H2鋼鐵的鋼鐵的析氫腐蝕析氫腐蝕三、鋼鐵腐蝕的防護