32铁铜的获取及应用.docx

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32铁铜的获取及应用

第二单元　铁、铜的获取及应用

第1课时　从自然界获取镁和铜

一、镁的获取

1．存在

（1）含量：

铁元素在地壳中的含量居第____位。

（2）形态：

主要以________形式存在，铁单质只有在______中存在。

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）形态：

__________及少量单质。

（2）常见铜矿石主要成分：

黄铜矿__________、孔雀石__________________。

2．冶炼

（1）工业炼铜

黄铜矿

含Ag、Au、Fe、Zn等杂质的粗铜

精铜

（2）生物炼铜（矿堆浸铜法）

①原理：

CuS

____________

Cu

②特点：

成本低、污染小，反应条件简单等。

知识点1　从自然界获取铁和铜

1．下列铁的化合物中，铁的质量分数最高的是（　　）

A．FeS2B．FeOC．Fe2O3D．Fe3O4

2．冶炼金属有下列方法：

①焦炭法；②水煤气（或H2、CO）法；③活泼金属置换法；④电解法。

相应的冶炼法古代有（Ⅰ）火烧孔雀石，（Ⅱ）湿法炼铜；现代有（Ⅲ）铝热法炼铁，（Ⅳ）从氯化镁中炼镁。

以下对应冶炼方法中，错误的是（　　）

A．（Ⅰ）①B．（Ⅱ）②C．（Ⅲ）③D．（Ⅳ）④

3．下列关于铁的叙述，错误的是（　　）

A．纯净的铁是光亮的银白色金属

B．铁能被磁铁吸引，在磁场作用下，铁自身也能产生磁场

C．铁是地壳中含量最多的金属元素，所以分布在地壳中的铁有游离态也有化合态

D．纯铁的抗腐蚀能力强，在干燥空气中不易被氧化

知识点2　铁和铜的性质及应用

4．下列化合物中，不可由两种单质直接化合得到的是（　　）

A．Fe3O4B．FeCl2C．Al2O3D．CuCl2

5．下列金属中：

①铁；②镁；③锰；④钒；⑤铬，可用铝热法制备的是（　　）

A．①②④B．①②③⑤C．①③④⑤D．①②③④⑤

6．在化学反应中，铜元素可表现0、＋1、＋2价。

（1）在西汉古籍中曾有记载：

曾青得铁则化为铜[即曾青（CuSO4）与铁反应就生成铜]。

试写出该反应的化学方程式：

________________________________________________________________________。

（2）铜器表面有时生成铜绿[Cu2（OH）2CO3]，这层铜绿可用化学方法除去。

试写出除去铜绿而不损坏器物的反应的化学方程式：

_________________________________________。

（3）铜钱在币史上曾经是一种广泛流通的货币。

试从物理和化学性质分析为什么常用铜制造货币（铜熔点是1183.4°C，铁熔点是1534.8°C）。

练基础落实

1．我国古代的湿法冶金术是世界闻名的，我国在世界上最先应用湿法冶金术的金属是（　　）

A．FeB．CuC．AgD．Hg

2．在下列矿石中，其主要成分属于氧化物的是（　　）

A．菱铁矿B．黄铜矿

C．铝土矿D．黄铁矿

3．能解释“古代铁制品保存至今的很少”的理由是（　　）

A．铁元素在地壳中含量少

B．冶炼铁的原料少，且冶炼困难

C．铁易置换出其他金属

D．铁易生锈，且铁锈对铁制品无保护作用

4．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．①③④⑤

5．炼铁时，加入石灰石的作用是（　　）

A．石灰石能降低铁矿石的熔点

B．石灰石能改变生铁的性能

C．石灰石能促进氧化铁的还原

D．石灰石用于除去铁矿石中的二氧化硅

6．把生铁冶炼成碳素钢要解决的主要问题是（　　）

A．除去生铁中的各种杂质，把生铁提纯

B．适当降低生铁中的含碳量

C．用还原剂把铁的氧化物还原成铁

D．加入合金元素改善生铁性能

7．高炉炼铁用于还原氧化铁的还原剂是（　　）

A．一氧化碳B．焦炭

C．石灰石D．空气

8．下列说法错误的是（　　）

A．地壳中的铁都以化合物形式存在

B．生铁和钢都不能完全溶解在盐酸中

C．锯条上的烤蓝是一层致密的氧化摸

D．钢是由生铁炼制而成的，因而钢不会生锈

9．生铁和足量的稀盐酸充分反应后，总会有一些残渣剩余，残渣的成分主要是（　　）

A．铁B．氯化铁

C．氯化亚铁D．炭和一些杂质

练方法技巧

10．CO在高温下还原ag氧化铁，得到bg铁，则铁的相对原子质量是（　　）

A．24b/（a－b）B．48b/（a－b）

C．（a－b）/24bD．48b/（a－2b）

11．依据反应：

X＋C===2Y和Fe2O3＋3Y===2Fe＋3X，推断X和Y各表示（　　）

A．CO和CO2B．H2O和CO

C．CO2和COD．CO2和H2

练综合拓展

12．现有：

①磁铁矿（Fe3O4）；②黄铁矿（FeS2）；③赤铁矿（Fe2O3）。

请从多角度分析这三种矿石中______不适合用来炼铁。

原因是______________________________________。

13．在一定条件下可实现下图所示物质之间的转化。

请填写下列空白：

（1）孔雀石的主要成分是CuCO3·Cu（OH）2（碱式碳酸铜）受热易分解。

上图中的F是

__________。

（2）写出明矾溶液与过量NaOH溶液反应的离子方程式：

________________________________________________________________________。

（3）图中所得G和D皆为固体，混合后在高温下可发生反应的化学方程式：

_______

（4）每生成1molD，同时生成________molE。

14．将nmol木炭和1molFeO混合，隔绝空气加热。

（1）可能发生的反应有：

①FeO＋C===Fe＋CO↑

②2FeO＋C===2Fe＋CO2↑

③FeO＋CO===Fe＋CO2

④________________________________________________________________________

（2）若n＜

，充分反应后，反应器中的固体是________________________，气体产物是______________________。

（3）若n＞4，反应器中的固体物质是______________________，气体产物是___。

（4）若反应的气体产物是混合物，n的取值范围是____________。

（5）若反应的气体产物是混合物，且混合物中CO和CO2的物质的量相等，则n的值是__________________。

第2课时　铁、铜及其化合物的应用

一、铜、铁及其化合物的性质及应用

1．铁的性质

（1）物理性质：

________色有________光泽的固体，熔点____，具有良好的________性、________性、________性，可以被________吸引。

（2）化学性质：

①与非金属单质的反应（如Cl2、O2）：

________________________________、____________________________________。

②与稀盐酸、稀硫酸反应的离子方程式：

___________________________________。

③与某些盐的反应（如CuSO4溶液）：

_______________________________________。

④钝化：

常温下，铁、铝遇到浓HNO3、浓H2SO4时，表面生成________________而发生________，从而阻止内部金属进一步发生反应。

2．铜的性质

（1）物理性质：

________色固体，具有良好的________性、________性和________性。

（2）化学性质：

①与氯气、氧气的反应：

________________________、2Cu＋O2

2CuO。

②与AgNO3、FeCl3某些盐溶液的反应：

__________________________________、_________。

3．铁、铜的应用

（1）铁广泛应用于工、农业生产生活中，是维持生命的微量元素之一。

（2）铁的化合物

a、__________用作颜料；b、__________可作净水剂；c、__________作磁性材料。

（3）铜可用于制作导线、水管、电器仪表等。

（4）铜盐可杀菌。

二、铁盐和亚铁盐

1．Fe3＋的检验

实验操作

现象

结论与应用

溶液的颜色由______色变成______色

含有Fe3＋的盐溶液遇到KSCN溶液时，变成______色，可以利用该特性检验Fe3＋的存在

溶液的颜色____

2.Fe3＋的氧化性

步骤

（1）

步骤

（2）

实验

操作

实验

现象

加适量铁粉振荡后，溶液变成______色，再加KSCN溶液__________

再滴加新制氯水后，溶液变成____色

离子方程式

Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋

2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－

Fe3＋＋3SCN－

===Fe（SCN）3

Fe3＋遇到较强的______时，会被还原成Fe2＋，Fe2＋在较强的______的作用下会被氧化成Fe3＋。

知识点1　铁的氧化物

1．下列物质的性质和用途错误的是（　　）

A．氧化铁是一种红棕色粉末，常用于制油漆和涂料

B．氧化铝是一种耐火材料，常用于制造耐火坩埚和耐火砖

C．氧化铜呈红色，可作为制造陶瓷的红色颜料

D．明矾可作净水剂

知识点2　铁的氢氧化物

2．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＋

知识点3　铁盐和亚铁盐

3．下列关于Fe2＋和Fe3＋的叙述中，错误的是（　　）

A．Fe2＋的水溶液为浅绿色

B．Fe3＋的水溶液为棕黄色

C．Fe3＋具有氧化性，Fe2＋既具有氧化性又具有还原性

D．Fe3＋溶液中滴入含SCN－的溶液，立即出现血红色沉淀

知识点4　Fe3＋和Fe2＋的检验

4．要证明某溶液中不含Fe3＋，而可能含Fe2＋，进行如下实验操作时，最佳顺序是（　　）

①加足量新制氯水　②加足量KMnO4溶液　③加少量KSCN溶液

A．①②　　B．③②　　C．③①　　D．①②③

知识点5　Fe3＋的氧化性

5．印刷铜制线路板的“腐蚀液”为FeCl3溶液。

已知铜、铁均能与FeCl3溶液反应，反应方程式分别为Cu＋2FeCl3===2FeCl2＋CuCl2，Fe＋2FeCl3===3FeCl2。

现将一铜、铁混合粉末加入到盛有FeCl3溶液的烧杯中，充分反应后烧杯中仍有少量固体，关于烧杯中物质组成的说法正确的是（　　）

A．溶液中一定含FeCl3，固体一定是铁和铜

B．溶液中一定含FeCl2，固体一定含铜

C．溶液中一定含FeCl2、CuCl2，固体一定含铜

D．溶液中一定含FeCl2，固体一定是铁和铜

知识点6　铜的化合物及其应用

6．试样X由FeO和CuO组成。

取质量相等的两份试样按下图所示流程进行实验。

（1）请写出步骤③中发生的全部反应的离子方程式：

___________________________

________________________________________________________________________。

（2）若全部的溶液Y和全部的粉末Z充分反应后，生成的不溶物W的质量是m，则每份试样中CuO的质量为__________________（用m表示）。

练基础落实

1．下列关于铁矿石的说法正确的是（　　）

A．赤铁矿的主要成分是Fe3O4

B．铁矿石的主要成分与铁锈的主要成分相同

C．磁铁矿粉末溶于盐酸后，加入KSCN溶液，溶液变血红色

D．FeO俗称铁红

2．现榨的苹果汁在空气中会由淡绿色变为棕黄色，其原因可能是（　　）

A．苹果汁中的Fe2＋变成Fe3＋

B．苹果汁中含有Cu2＋

C．苹果汁含有OH－

D．苹果汁含有Fe3＋

3．下列反应，其产物的颜色按血红色、红褐色、淡黄色、蓝色顺序排列的是（　　）

①金属钠在纯氧中燃烧　②FeSO4溶液中滴入NaOH溶液，并在空气中放置一段时间　③FeCl3溶液中滴入KSCN溶液　④无水硫酸铜放入医用酒精中

A．②③①④B．③②①④

C．③①②④D．①②③④

4．将过量Na2O2投入FeCl2溶液中，可观察到的现象是（　　）

A．有白色沉淀生成

B．有红褐色沉淀生成

C．溶液由浅绿色变为棕黄色

D．不可能有无色气体产生

5．能与Fe3＋反应，且能证明Fe3＋具有氧化性的是（　　）

①SCN－　②Fe　③Fe2＋　④Cu　⑤Zn　⑥OH－

A．①②③B．②④⑤C．①③⑥D．①②⑤

练方法技巧

6．用一定量的铁与足量的稀硫酸及足量的CuO制取单质铜，有人设计了以下两种方案：

①Fe

H2

Cu

②CuO

CuSO4

Cu

若按实验原则进行操作，则两者制得单质铜的量为（　　）

A．一样多B．①多

C．②多D．无法判断

练综合拓展

7．用下面两种方法可以制得白色的Fe（OH）2沉淀。

方法一：

用不含Fe3＋的FeSO4溶液与用不含O2的蒸馏水配制的NaOH溶液反应制备。

（1）用硫酸亚铁晶体配制上述FeSO4溶液时还需加入________。

（2）除去蒸馏水中溶解的O2常采用__________的方法。

（3）生成白色Fe（OH）2沉淀的操作是用长滴管吸取不含O2的NaOH溶液，插入FeSO4溶液液面下，再挤出NaOH溶液。

这样操作的理由是___________________。

方法二：

在如图所示装置中，用NaOH溶液、铁屑、稀H2SO4等试剂制备。

（1）在试管Ⅰ中加入的试剂是________。

（2）在试管Ⅱ中加入的试剂是________。

（3）为了制得白色Fe（OH）2沉淀，在试管Ⅰ和Ⅱ中加入试剂，打开止水夹，塞紧塞子后的

实验步骤是____________________________________。

（4）这样生成的Fe（OH）2沉淀能较长时间保持白色，其理由是

________________________________________________________________________。

8．除去下列物质中所含的杂质（括号内为杂质），将选用的试剂和分离方法填在题后的横线上，并写出有关反应的离子方程式。

（1）Fe2O3[Fe（OH）3]________________________________________________________________________；

（2）Fe2O3（Al2O3）________________________________________________________________________；

（3）FeCl3（FeCl2）________________________________________________________________________；

（4）FeCl2（FeCl3）________________________________________________________________________；

（5）FeCl2（CuCl2）________________________________________________________________________。

第3课时　习题课

1．下列物质中，不能与盐酸反应的是（　　）

A．Cu　　B．Fe2O3　　C．Fe（OH）3　　D．Al

2．下列说法，正确的是（　　）

①纯碱不是碱　②食盐不是盐　③火碱不是碱　④干冰不是冰

A．①②　　B．②③　　C．①④　　D．③④

3．下列物质中不能与NaOH溶液反应的是（　　）

A．Na2CO3B．NaHCO3

C．Al（OH）3D．FeCl3

4．用铂丝做焰色反应实验，每次做完后都需要（　　）

A．用水洗涤2～3次后再使用

B．用滤纸擦干净即可使用

C．用盐酸洗涤，再用自来水洗净后使用

D．用盐酸洗涤，再灼烧至跟酒精灯火焰颜色相同后再使用

5．下列物质①NaHCO3　②Al　③Al2O3　④Al（OH）3中，既能与盐酸反应，又能与NaOH溶液反应的是（　　）

A．③④　　　B．①③④　　　C．③　　　D．全部

6．除去FeCl2溶液中的FeCl3和CuCl2杂质可选用（　　）

A．NaOH溶液B．新制氯水

C．Fe粉D．Mg粉

7．下列离子方程式正确的是（　　）

A．铁与FeCl3溶液反应：

Fe＋Fe3＋===2Fe2＋

B．Fe与盐酸反应：

2Fe＋6H＋===2Fe3＋＋3H2↑

C．FeCl2溶液与Cl2反应：

Fe2＋＋Cl2===Fe3＋＋2Cl－

D．Fe（OH）3与盐酸反应：

Fe（OH）3＋3H＋===Fe3＋＋3H2O

8．下列物质的颜色叙述正确的是（　　）

A．Fe2O3—黑色B．MgO—白色

C．FeCl3溶液—红褐色D．Fe（OH）2—灰绿色

9．在氯化铁、氯化铜和盐酸的混合溶液中加入铁粉，待反应结束后，所剩余的固体滤出后能被磁铁吸引，则反应后溶液中存在较多的阳离子是（　　）

A．Cu2＋B．Fe3＋C．Fe2＋D．H＋

10．铝、铁的混合物溶于足量的盐酸中，再加入过量的NaOH溶液，在空气中静置，当红褐色沉淀不再增加，将沉淀滤出并充分灼烧，得到的固体残留物恰好跟原混合物的质量相等，则此合金中铝的质量分数为（　　）

A．22.2%B．75.7%

C．30.0%D．80.6%

11．自然界中的元素大多以化合态存在，而我们在生产和生活中需要许多单质。

试想，如果把某元素由化合态变为游离态，则它（　　）

A．被氧化

B．被还原

C．有可能被氧化，也有可能被还原

D．由高价态变为0价

12．用H2、C、CO分别与等质量的氧化铁在高温下反应，使氧化铁中的铁全部还原出来，消耗氢气、碳、一氧化碳的质量比为（　　）

①1∶1∶1②1∶3∶14③1∶6∶14　④2∶1∶2

A．①③B．①④C．②③D．②④

13.如图所示，当容器A中的反应开始后，若分别进行下列操作，请回答有关问题：

（1）若弹簧夹C打开，B容器中有什么现象发生？

____________________________

________________________________________________________________________。

（2）若弹簧夹C关闭，容器A中的反应还在进行时，B容器中有什么现象发生？

________________________________________________________________________。

写出B容器中有关反应的化学方程式：

____________________________________

________________________________________________________________________。

（3）容器A中的反应还在进行时，若先打开弹簧夹C一段时间，再关闭弹簧夹C一会儿，B容器中有什么现象发生？

________________________________________________________________________

________________________________________________________________________。

14．冶炼金属一般有下列方法：

①焦炭法，②水煤气（或氢气，或一氧化碳）法，③活泼金属置换法，④电解法。

四种方法在工业上均有运用。

（1）请对下表中的金属冶炼方法进行分析，从上述四种方法中选择相应的序号填入下表中空格。

火烧孔雀石炼铜

湿法炼铜

铝热法炼铬

从光卤石

中炼镁

火烧孔雀石炼铜所发生反应的化学方程式（写主要的两个）：

_____________________、

________________________________________________________________________。

（2）请再举出使用上述方法冶炼金属的例子各一个（用化学方程式表示）：

②________________________________________________________________________；

③________________________________________________________________________；

④________________________________________________________________________。

15．有一种工业废水，已知其中含有大量硫酸亚铁、少量Ag和Na的化合物。

今设计一种既经济又合理的方法，回收银和硫酸亚铁。

设计方案如下：

（1）药品①是________。

（2）沉淀的成分是________。

（3）药品②是________。

（4）母液中存在的阳离子：

____________。

16．铁是人类较早使用的金属之一。

运用铁的有关知识，回答下列各题。

（1）向沸水中逐滴滴加1mol·L－1FeCl3溶液，至液体呈透明的红褐色，形成该分散系的微粒直径的范围是________。

（2）电子工业需要用30%的FeCl3溶液腐蚀敷在绝缘板上的铜，制造印刷电路板。

检验反应后的溶液中存在Fe3＋的试剂是________。

（3）欲从腐蚀后的废液中回收铜并重新获得FeCl3溶液。

下列试剂中，需要用到的一组是（　　）

①蒸馏水　②铁粉　③浓硝酸　④浓盐酸　⑤浓氨水　⑥新制氯水

A．①②④⑥B．①③④⑥

C．②④⑤D．①④⑥

17．将一定量的NaOH与NaHCO3的混合物A放在密闭容器中加热，充分反应后生成气体V1L（V1≠0），将反应后的固体残渣B与过量盐酸反应，又生成CO2V2L（气体