1、高考资源网（） 您身边的高考专家第二单元铁、铜的获取及应用目标与素养：1.了解从自然界中提取铁、铜的方法和原理及常见金属的冶炼方法。(宏观辨识与微观探析)2.了解铁、铜的主要性质及应用。(宏观辨识与微观探析)3.理解Fe、Fe2、Fe3的相互转化及应用。(宏观辨识与微观探析)4.掌握Fe2、Fe3、Cu2的检验方法。(科学探究与创新意识)一、从自然界获取铁和铜1铁、铜在自然界中的存在存在金属自然界中的存在形态常见矿石及主要成分铁主要以化合态形式存在铁单质只存在于陨铁中磁铁矿：Fe3O4赤铁矿：Fe2O3铜主要以化合态形式存在少量单质黄铜矿：CuFeS2孔雀石：CuCO3Cu(OH)22.铁和铜
2、的冶炼(1)铁的冶炼原理：高温下用还原剂将化合态的铁还原为游离态的铁。设备：炼铁高炉，如图所示。原料：铁矿石、焦炭、空气和石灰石。冶炼过程。微点拨高炉炼铁中各原料的作用：铁矿石铁的来源；焦炭和空气提供热量和还原剂CO；石灰石形成炉渣除去SiO2。(2)铜的冶炼工业主要采用高温冶炼黄铜矿(CuFeS2)的方法获得铜。生物炼铜法利用某种能耐受铜盐毒性的细菌，这种细菌能利用空气中的氧气氧化硫化铜矿石，把不溶性的硫化铜转化为可溶性的铜盐。二、铁、铜及其化合物的应用1铁及其化合物的性质和应用(1)铁的物理性质银白色，有金属光泽，可被磁铁吸引，是电和热的良导体。(2)铁的化学性质微点拨Fe和Cl2反应生成
3、FeCl3、Fe和S反应生成FeS，反应产物与Fe和Cl2(或S)的用量无关。(3)Fe3的检验试剂为硫氰化钾(KSCN)溶液。操作现象：加入KSCN溶液，溶液变成血红色。反应离子方程式：Fe33SCN=Fe(SCN)3(4)Fe2、Fe3的相互转化实验操作实验现象有关离子方程式加入铁粉，溶液由棕黄色变成浅绿色，加入KSCN溶液后溶液不变色2Fe3Fe=3Fe2溶液由棕黄色变成蓝色，加入KSCN溶液后溶液没有变化2Fe3Cu=2Fe2Cu2加入KSCN，溶液无变化，加入氯水后，溶液变为血红色2Fe2Cl2=2Fe32ClFe33SCN=Fe(SCN)32铜及其化合物的性质和应用(1)铜的物理性
4、质紫红色固体，具有良好的导电、导热性和延展性。(2)铜的化学性质微点拨Cu和Cl2反应生成CuCl2，Cu和S反应生成Cu2S，反应产物与Cu和Cl2(或S)的用量也无关。Cu在潮湿空气中形成“铜绿”的反应：2CuO2CO2H2O=Cu2(OH)2CO3。(3)常见铜的化合物CuO为黑色，与盐酸反应的离子方程式为CuO2H=Cu2H2O。Cu2(OH)2CO3为碱式盐，为绿色。CuSO4为白色粉末，遇水形成蓝色晶体CuSO45H2O(写化学式)。(4)铜及其化合物的应用单质铜可以制导线、水管、电器仪表等。铜盐可以杀菌。游泳场馆常用CuSO4作池水消毒剂。1判断正误(正确的打“”，错误的打“”)
5、(1)高炉炼铁用于还原氧化铁的还原剂是焦炭()(2)炼铁时，加入石灰石的作用是促进氧化铁的还原()(3)我国最先应用的金属是铜()(4)用于电气工业的纯铜是由黄铜矿冶炼直接得到的()2下列离子方程式正确的是()A将氨水滴入FeCl3溶液中：Fe33OH=Fe(OH)3B氧化铁与盐酸反应：Fe2O36H=2Fe33H2OC向FeCl3溶液中加入铁粉：FeFe3=2Fe2D向氯化亚铁溶液中通入Cl2：Fe2Cl2=Fe32ClBA项，在书写离子方程式时，弱电解质NH3H2O不能拆写成离子的形式；C项，离子方程式中除遵循元素守恒外，电荷也必须守恒，正确的离子方程式应为Fe2Fe3=3Fe2；D项，只
6、符合元素守恒，不符合电荷守恒，正确的离子方程式应为2Fe2Cl2=2Fe32Cl。3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)写出焦炭在高炉中所参与反应的两个化学方程式：_。(3)写出CaCO3所参与有关反应的两个化学方程式：_。解析赤铁矿主要成分为Fe2O3，磁铁矿主要成分为Fe3O4，铁元素在这两种矿石中均以化合态形式存在。高炉炼铁就是用还原剂将铁矿石中的Fe还原出来的过程。答案(1)Fe3O4(2)CO2CO2，CO2C
7、2CO(3)CaCO3CaOCO2，CaOSiO2CaSiO3金属冶炼的一般方法金属的冶炼方法与金属活动性的关系1电解法：适合冶炼金属活动性较强的金属(一般为金属活动性顺序表中铝及铝前面的金属)。例如：MgCl2(熔融)MgCl2，2NaCl(熔融)2NaCl2，2Al2O3(熔融)4Al3O2。2高温还原法：用还原剂(CO、C、H2、Al等)还原金属氧化物，适合冶炼金属活动性顺序表中Zn到Cu之间的大多数金属。例如：2AlCr2O32CrAl2O3。3热分解法：适合冶炼金属活动性较差的金属。例如：2Ag2O4AgO2，2HgO2HgO2。4湿法冶金：利用活泼金属把不活泼金属从它的盐溶液中置换
8、出来。例如：CuSO4Fe=CuFeSO4。下列关于金属冶炼的说法正确的是()A金属冶炼的本质是将化合态金属还原为游离态，冶炼方法由金属的活动性决定BCu的湿法冶炼是将金属钠投入到CuSO4溶液中，从而置换出铜CFe通常采用热还原法冶炼，加入石灰石的目的是除去过量的碳D由于Al的活动性强，故工业上采用电解熔融氯化铝的方法生产铝AA项，关于金属冶炼的本质和方法的叙述是正确的；B项，湿法炼铜是用铁置换出铜；C项，炼铁中加入石灰石是为了除去二氧化硅杂质；D项，工业上用电解熔融氧化铝的方法生产铝。1冶炼金属一般有下列四种方法：焦炭法；水煤气法(或H2或CO)；活泼金属置换法；电解法。四种方法在工业上均
9、有应用。古代有()火烧孔雀石炼铜，()湿法炼铜，现代有()铝热法炼铬，()从光卤石中炼镁，对它们的冶炼方法的分析不正确的是()A()用B()用C()用 D()用B由于金属的化学活动性不同，金属离子得到电子还原成金属原子的能力也就不同，因此必须采用不同的冶炼方法。()()()()发生的反应分别是()Cu2(OH)2CO32CuOCO2H2O，C2CuO2CuCO2，适用于。()FeCuSO4=FeSO4Cu，适用于。()2AlCr2O3Al2O32Cr，适用于。()先从光卤石中提取MgCl2，再电解熔融MgCl2，MgCl2MgCl2，适用于。铁三角及Fe2、Fe3的检验1.Fe2、Fe3、Fe
10、之间的相互转化关系(1)Fe只具有还原性。可被弱氧化剂(H、S、I2、Cu2、Fe3等)氧化成Fe2，被强氧化剂(Cl2、Br2、O2、HNO3等)氧化成Fe3。(2)Fe2既有氧化性又有还原性。可被强氧化剂Cl2、O2、Br2、H2O2、HNO3、浓硫酸、KMnO4(H)等氧化为Fe3；可被还原剂(Al、Zn、CO、C等)还原为Fe。(3)Fe3只具有氧化性，可被还原剂(Fe、Cu等)还原为Fe2，被强还原剂(Al、Zn、CO等)还原为Fe。2Fe2、Fe3的检验方法(1)Fe3检验：取少量溶液于试管中，滴加KSCN溶液，溶液变成血红色。(2)Fe2检验：取少量溶液于试管中，滴加KSCN溶液
11、，溶液不变色，再滴加氯水或双氧水，溶液变成血红色。(3)含Fe2和Fe3的溶液中检验Fe2，取少量溶液于试管中，滴加酸性KMnO4溶液，溶液紫色褪去，证明溶液中含有Fe2。提醒Fe(SCN)3不是沉淀，溶液中Fe3遇SCN的现象是溶液变成血红色而不是血红色沉淀。将铁粉、铜粉、FeCl3溶液和CuCl2溶液混合于某容器中充分反应(假定容器不参与反应)。试判断下列情况下，溶液中存在的金属离子和金属单质。(1)若铁粉有剩余，则容器中不可能有_。(2)若氯化铜有剩余，则容器中可能有_。(3)若氯化铁和氯化铜都有剩余，则容器中不可能有_，可能有_。解析本题属于物质共存问题。解答时应首先弄清物质间可能发生
12、的反应，凡相互间能发生反应的物质就不可能大量共存。本题涉及的反应有Fe2FeCl3=3FeCl2FeCuCl2=CuFeCl2Cu2FeCl3=2FeCl2CuCl2(1)若铁粉有剩余，则容器中不可能有Fe3、Cu2，因为它们能发生上述反应。(2)若CuCl2有剩余，则容器中不可能有Fe，可能有Fe2、Fe3或Fe2、Cu。(3)若FeCl3和CuCl2均有剩余，则容器中不可能有Fe、Cu，可能有Fe2。答案(1)Fe3、Cu2(2)Fe2、Fe3或Fe2、Cu(3)Fe、CuFe22下列离子的检测方法合理的是()A向某溶液中滴入KSCN溶液，溶液呈血红色，说明原溶液中不含有Fe2B向某溶液中
13、通入Cl2，然后再加入KSCN溶液，溶液变血红色，说明原溶液中含有Fe2C向某溶液中加入NaOH溶液，得到红褐色沉淀，说明原溶液中含有Fe3D向某溶液中加入NaOH溶液得到白色沉淀，又观察到颜色逐渐变为红褐色，说明该溶液中只含有Fe2，不含有Mg2CA项，加入KSCN溶液后溶液呈血红色，说明原溶液中含有Fe3，但不能说明是否含有Fe2；B项，通入Cl2后再加入KSCN溶液，溶液变血红色，说明所得的溶液中含有Fe3，而原溶液中是否含有Fe2无法判断；D项，当溶液中含有Fe2和其他能与碱反应生成白色沉淀的离子时，同样会出现上述现象，因为Fe(OH)2转变成Fe(OH)3时，红褐色很容易掩盖其他的白
14、色沉淀。1从石器、青铜器到铁器时代，金属的冶炼体现了人类文明的发展水平。如图表示了三种金属被人类开发利用的大致年限，之所以有先后主要取决于()A金属的导电性强弱B金属在地壳中的含量多少C金属的化合价高低D金属的活动性强弱D由于人类掌握科学知识的局限性，越活泼的金属越难以冶炼，故发现年代越晚。2下列反应原理不符合工业冶炼金属实际情况的是()A2HgO2HgO2B4Al3MnO23Mn2Al2O3C2MgO2MgO2D4COFe3O43Fe4CO2C工业冶炼金属镁用电解MgCl2(熔融)而不用MgO，因为MgO熔点太高。3证明某溶液中只含有Fe2而不含有Fe3的实验方法是()A先滴加氯水，再滴加K
15、SCN溶液后显红色B只需滴加KSCN溶液C先滴加KSCN溶液，不显红色，再滴加氯水后显红色D滴加酸性高锰酸钾溶液后溶液褪色C先加KSCN不显红色证明无Fe3，再加氯水，出现红色，说明产生Fe3，原溶液中有Fe2。4下列关于金属性质的叙述中，正确的是()AFe与氯气或盐酸反应的共同产物是FeCl2BFe与氧气或水蒸气反应的共同产物是Fe3O4C将铁片放入CuCl2溶液，反应后溶液质量增加D铁在硫蒸气中燃烧生成黑色的硫化铁BFe和氯气反应的产物是FeCl3；铁片放入CuCl2溶液中发生反应FeCuCl2=FeCl2Cu，溶液质量减少；铁在硫蒸气中燃烧生成硫化亚铁。5已知Al、Cu、Hg三种金属分别
16、用如下方法冶炼： 2Al2O3(熔融)4Al3O2H2CuOCuH2O2HgO2HgO2(1)分析以上信息，可总结出金属的冶炼方法与其金属性强弱之间的关系是_。(2)利用(1)中的结论，并结合题目信息，写出工业上用CaCl2冶炼金属钙的化学方程式：_。(3)在某些特殊环境下，往往用铝热反应来冶炼一些难熔金属，请写出据此法用MnO2冶炼金属锰的化学方程式：_。解析(1)金属的冶炼方法与金属在自然界中的存在状态、金属活泼性有关。一般来说，非常活泼的金属一般采用电解法冶炼(如K、Ca、Na、Mg、Al等)，中等活泼的金属一般用热还原法冶炼(如Zn、Fe、Sn、Pb、Cu等)，不活泼的金属一般用热分解法冶炼(如Hg等)。(2)Ca是非常活泼的金属，工业上用电解熔融CaCl2的方法冶炼。(3)金属铝和MnO2发生置换反应生成单质锰和氧化铝。答案(1)非常活泼的金属一般采用电解法冶炼，中等活泼的金属一般采用热还原法冶炼，不活泼的金属一般采用热分解法冶炼(2)CaCl2(熔融)CaCl2(3)4Al3MnO22Al2O33Mn- 10 - 版权所有高考资源网
