高三化學(xué)學(xué)科一體化教學(xué)案：課時(shí)25(教師)鐵銅的獲取及應(yīng)用

1、高三化學(xué)學(xué)科一體化教學(xué)案：課時(shí)25（教師）鐵銅的獲取及應(yīng)用編寫(xiě)人景均編號(hào)25課時(shí)課時(shí)25鐵、銅的獵取及應(yīng)用.專(zhuān)題三從礦物到基礎(chǔ)材料一、考綱要求：1 .了解過(guò)渡金屬鐵的原子結(jié)構(gòu)及其在周期表中的位置。2 .把握過(guò)渡元素鐵及其重要化合物的要緊性質(zhì)、相互轉(zhuǎn)化及其應(yīng)用。3 .重點(diǎn)把握依照氧化還原的原理進(jìn)行有關(guān)鐵及其化合物的相關(guān)運(yùn)算。培養(yǎng)分析、綜合、歸納自詢題的能力和解決咨詢題的能力。二、知識(shí)結(jié)構(gòu)：一、鐵的存在和冶煉1 .鐵的存在：鐵是地殼中最豐富的元素之一，含量為4.75%,在金屬中僅次于鋁。鐵分布專(zhuān)門(mén)廣，能穩(wěn)固地與其他元素結(jié)合，常以氧化物的形式存在，有赤鐵礦（要緊成分是££&

2、;）、磁鐵礦1要緊成分是西色）、褐鐵礦（要緊成分是FezOQMO）、菱鐵礦（要緊成分是FeCO3）、黃鐵礦（要緊成分是嶼）、鈦鐵礦（要緊成分是FeTiCh）等。土壤中也含鐵1%6%。2 .鐵的冶煉：金屬礦物變成金屬的過(guò)程，叫做金屬的冶煉。煉鐵的要緊原理是在高溫條件下，用CO作還原劑將鐵礦石中的鐵還原出來(lái):原料：鐵礦石、焦炭、石灰石、空氣設(shè)備：高爐赤鐵礦煉鐵要緊反應(yīng)可用化學(xué)方程式3co+FezOj釐2Fe+3CO?表示:磁鐵礦煉鐵要緊反應(yīng)可用化學(xué)方程式4CO+Fe3O4.3Fe+4c02表示。要緊反應(yīng)：C+O?2co+O?2coz3co+FezOwflftzFe+3cozCaCCh迤辿CaO +

3、CQ2 tCaO +SiO2&&CaSiCh尾氣要緊成分：8和二、鐵的結(jié)構(gòu)、性質(zhì)1 .原子結(jié)構(gòu)：（26）"七鐵是爽朗的過(guò)澹元素，鐵位于第四周期第皿族，原子結(jié)構(gòu)示意圖為：電子排布式為：Is22s22P63s23M3d64s2,價(jià)電子排布式為：3d64s2常見(jiàn)的化合價(jià)有也和生2 .物理性質(zhì):（1）純鐵晶體具有銀白色光澤（鐵粉為黑色）、質(zhì)地較軟、密度大，熔沸點(diǎn)高，常用鐵含碳等雜質(zhì)，熔點(diǎn)降低，抗蝕力減弱。（2）具有一樣金屬的物理通性：具有良好的延展性、導(dǎo)電、導(dǎo)熱性較好。它還有與其它金屬不同的物理性質(zhì)，它能被磁鐵吸引。3 .化學(xué)性質(zhì)（較爽朗）鐵是較爽朗的金屬，鐵原子的最外層電子

4、數(shù)為2個(gè)，可失去2個(gè)或3個(gè)電子而顯+2價(jià)或+3價(jià)，但+3價(jià)的化合物較穩(wěn)固。Fe-2e=Fe2+Fe-3e=Fe（1） Fe-Fe2+：Fe+S=FeSFe+CuCh=Cu+FeCh,Fe+2FeCl3=3FeCl2Fe+2H+=Fe?”H；t摸索把5%鐵加入含F(xiàn)eCb、FeCl2.CuCk的混合液中充分反應(yīng)后過(guò)濾，濾出不溶物有銅，那么濾液中確信有陽(yáng)離子上二，確信不存在陽(yáng)離子生二，可能有陽(yáng)離子（假設(shè)鐵過(guò)量呢？）（2） Fe-Fe3+：鐵絲在氯氣中燃燒：a.反應(yīng)原理：2Fa+3C”=£=2FeCUb.現(xiàn)象：鐵絲在氯氣中燃娛，生成重位的煙。加水振蕩后，生成棕黃色溶液與強(qiáng)氧化性酸反應(yīng)：a.冷

5、的濃HNOs或濃H2s04使鐵發(fā)生鈍化b.2.8克鐵與160mllmol/L稀硝酸作用放出NO氣體，那么在反應(yīng)中HNO?共得電子0.08摩0（3） Fe-Fe3O4：3Fe+4H2O=Fe3O4+4H2J3Fe+2O2=Fe3O4歸納：鐵的化學(xué)性面及必應(yīng)后的贏物中.嬴2價(jià)4+3價(jià)的規(guī)湎市較弱耙化劑h2o、。2等高溫如h、SAg+等Fe 鐵被飩化而難溶解濃H2so八濃HNOa較強(qiáng)領(lǐng)化劑如。2出2、高卜03（足5&注意：Fe與HNO3等強(qiáng)氧化性物質(zhì)反應(yīng)，也有得到Fe?+的可能性（鐵過(guò)量）三、課堂筆記：考點(diǎn)1:鐵的存在和冶煉例1鋼鐵工業(yè)是國(guó)家工業(yè)的基礎(chǔ)。2006年我國(guó)粗鋼產(chǎn)量突破4億噸，居世

6、界首位。某中學(xué)社會(huì)實(shí)踐活動(dòng)小組利用假期對(duì)當(dāng)?shù)劁撹F廠進(jìn)行了調(diào)研，對(duì)從礦石開(kāi)始到鋼鐵產(chǎn)出的工藝流程有了全面的感性認(rèn)識(shí)。請(qǐng)您對(duì)社會(huì)實(shí)踐活動(dòng)小組感愛(ài)好的咨詢題進(jìn)行運(yùn)算：（1）將6.62g鐵礦石樣品投入適量的鹽酸中（充分反應(yīng)），過(guò)濾，然后在濾液中加過(guò)量的NaOH溶液，充分反應(yīng)后，過(guò)濾、洗滌、灼燒得4.80gFezCh?，F(xiàn)以該鐵礦石為原料煉鐵，假設(shè)生產(chǎn)過(guò)程中鐵元素缺失4%,運(yùn)算每生產(chǎn)l.OOt生鐵（含鐵96%）,至少需要這種鐵礦石噸？（保留兩位小數(shù)）（2）取某鋼樣粉末28.12g（假設(shè)只含F(xiàn)e和C）,在氧氣流中充分反應(yīng)，得到CO?氣體224mL標(biāo)準(zhǔn)狀況）。運(yùn)算此鋼樣粉末中鐵和碳的物質(zhì)的量之比為0再取三份不

7、同質(zhì)量的鋼樣粉末分不加到100mL相同濃度的H2s。4溶液中，充分反應(yīng)后，測(cè)得的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如下表所示:實(shí)驗(yàn)序號(hào)IIIIII加入鋼樣粉末的質(zhì)量/g2.8125.6248.436生成氣體的體積/L1標(biāo)準(zhǔn)狀況)1.1202.2402.800運(yùn)算硫酸溶液的物質(zhì)的量濃度為,假設(shè)在實(shí)驗(yàn)II中連續(xù)加入mg鋼樣粉末，運(yùn)算反應(yīng)終止后剩余的固體質(zhì)量為?(用含m的代數(shù)式表示)答案：25.(1)解：6.62g鐵礦石中鐵的質(zhì)量為皿f°)=4.80x爵=3.368生產(chǎn)1.001生需鐵礦石的質(zhì)量為：叫鐵礦布產(chǎn)上%0=1.97,答：至少需要這種鐵礦石1.973(28.128-0.12一Q224L-o0iowMG=O.

8、OlOwrfx12g的尸=0.12g(&j=56叱=50n(C)O.OlOo/r答：此鋼樣粉末中鐵和碳的物質(zhì)的量之比為50：1。依照實(shí)驗(yàn)川可得：Fe+H2SO4=FeSO4+H2T1mol22.4Ln(H2SO4)=0.125molc(H2SO4)=0-125/=L25moi,L-iO.IL答：硫酸溶液的物質(zhì)的量濃度為l.25molLL當(dāng)鋼樣粉末中的鐵未全部溶解時(shí)(m>1.406g),剩余的固體質(zhì)量為:(5.624g+mg)-0.125molx56g-mol-J=(m-1.376)g當(dāng)鋼樣粉末中的鐵全部溶解時(shí)(W1.406g，剩余的固體質(zhì)量為:(5.624 + m).?x012g

9、28.12g答：當(dāng)鐵未完全溶解時(shí)，剩余固體的質(zhì)量為(m-L376)g：當(dāng)鐵完全溶解時(shí)，剩余固體的質(zhì)量為(5.624+m)x0.l2a28J2,感悟:考點(diǎn)2：鐵的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)例2A、B、C是中學(xué)常見(jiàn)的單質(zhì)。甲、乙兩化合物在常溫下分不為黑色晶體和無(wú)色液體。這些化合物和單質(zhì)之間的關(guān)系如下圖。據(jù)此推斷：+B0+乙1高溫+c高溫(1)假設(shè)元素A有可變化合價(jià)，那么單質(zhì)A的化學(xué)式為。甲的化學(xué)式：。12)依照金屬活動(dòng)順序表判定單質(zhì)A和單質(zhì)C活動(dòng)性強(qiáng)弱：AC(填或簡(jiǎn)述乙反應(yīng)如何才能充分進(jìn)行？(3)中還能與另一種常見(jiàn)金屬在一定溫度下發(fā)生反應(yīng)，并放出大量熱，寫(xiě)出該反應(yīng)的化學(xué)方程式：。(1) Fe；Fe3O4(2) ：

10、該反應(yīng)一定條件下為可逆反應(yīng)，不斷通入Hz，導(dǎo)出水蒸氣，使反應(yīng)充分進(jìn)行。(3) 3Fe3O4+8A14Al2O3+9Fe感悟：考點(diǎn)3：鐵與酸反應(yīng)例3將0.4mol鐵粉逐步加入含硝酸0.8mol的稀硝酸中，反應(yīng)生成氣體的物質(zhì)的量x隨著消耗鐵粉的物質(zhì)的量y的關(guān)系如圖，正確的選項(xiàng)是()解析：第一判定反應(yīng)物之間量的關(guān)系，然后再分析運(yùn)算。由鐵與稀硝酸反應(yīng)的化學(xué)方程式可知，鐵與硝酸物質(zhì)的量之比為3:8時(shí)，恰好完全反應(yīng)?，F(xiàn)鐵過(guò)量，按硝酸的量運(yùn)算生成NO的物質(zhì)的量為0.2mol,消耗鐵0.3mol,D圖象正確。答案：D感悟四、疑難咨詢題：1.2.五、作業(yè)練習(xí)：1 .常溫下可盛放濃硫酸的容器是()A.NaB.Fe

11、C.AID.Mg2 .有一塊鋁鐵合金，將其溶解于足量鹽酸中，再加入過(guò)量NaOH溶液，在空氣中靜置至紅褐色沉淀不再增加時(shí)，將沉淀濾出再灼燒至恒重，得到殘留物的質(zhì)量與原合金質(zhì)量相同,那么合金中鋁的質(zhì)量分?jǐn)?shù)是()A.22.2%B.30%C.75.5%D.80.6%3 .鐵棒與石墨棒用導(dǎo)線連接后，浸入O.OlmolL的食鹽溶液中，可能顯現(xiàn)的現(xiàn)象是()A.鐵棒鄰近產(chǎn)生OHB.鐵棒被腐蝕C.石墨棒上放出ChD.石墨棒鄰近產(chǎn)生OH。4 .波爾多液不能用鐵制的容器盛放，是因?yàn)殍F能與農(nóng)藥中的硫酸銅起反應(yīng)。在該反應(yīng)中，鐵是（）A.是還原劑B.氧化劑C.被還原D.還原產(chǎn)物5 .把生鐵冶煉成碳素鋼要解決的要緊咨詢題是

12、A.除去生鐵中的各種雜質(zhì)，把生鐵提純B.適當(dāng)降低生鐵里的含碳量，除去大部分硫、磷等有害雜質(zhì)C.用還原劑把鐵的氧化物還原成鐵D.加入合金元素改善生鐵性能6 .將鐵屑溶于過(guò)量鹽酸后，再加入以下物質(zhì)，會(huì)有三價(jià)鐵生成的是（A.硫酸B.氯水C.硝酸鋅D.氯化銅7 .把過(guò)量的鐵粉加入稀硝酸中，其結(jié)果是（）A.不反應(yīng)B.生成硝酸核C.生成硝酸亞鐵D.生成硝酸鐵8 .將鐵片投入以下溶液中，鐵片溶解且可使溶液的質(zhì)量增加的是（）A.Na2s04溶液B.FeCh溶液C.Cu（NO3）2溶液D.稀硫酸9 .將鐵片分不投入以下溶液中，無(wú)氣體放出，但鐵片溶解，溶液質(zhì)量減輕，此溶液是（）A.稀HNO3B.ZnCb溶液C.C

13、11SO4溶液D.FeKSO方溶液10 .將大量鐵粉溶于少量稀硝酸中，過(guò)濾后，所得離子濃度大小的順序排列正確的選項(xiàng)是A.NO3->Fe2+>H+>OH-B.NOy>Fe3+>H+>OHC,Fe5+>NOf>H+>OHD.Fe2*>NO3>OH>H*11 .鐵在元素周期表中的位置是第四周期W族,鐵的原子序數(shù)為生其原子M電子層上有旦個(gè)電子，的離子結(jié)構(gòu)示意圖為，F(xiàn)e3+最外層上有支個(gè)電子.12 .寫(xiě)出符合以下要求的化學(xué)方程式或離子方程式，有鐵參加或生成的置換反應(yīng)：不加熱時(shí)，生成氫氣，離子方程式為：Fe+2HBe2+H2t加熱時(shí)，

14、生成氫氣，化學(xué)方程式為：3Fe+4HzO=Fe"=+4Hzt濕法煉銅，離子方程式為：Fe/CiB=Cu+Fe?+焊接鋼軌，化學(xué)方程式為：2A1+Fe2031M2Fe+AIQ13 .將一定量的鐵粉加入到裝有100mL某濃度的稀硝酸溶液的容器中充分反應(yīng)。容器中剩余nrg鐵粉，收集到NO氣體448mL（標(biāo)準(zhǔn)狀況下）;所得溶液中溶質(zhì)的化學(xué)式。原硝酸溶液的物質(zhì)的量濃度為mol/Lo（2）向上述固、液混合物中逐滴加入稀硫酸直到剛好不再產(chǎn)動(dòng)氣體為止，該氣體遇空氣變?yōu)榧t棕色，現(xiàn)在容器中有鐵粉nwg?，F(xiàn)在溶液中溶質(zhì)的化學(xué)式omem的值為（運(yùn)算精確到0.1g）。解析：（1）中發(fā)生的反應(yīng)：3Fc+8HNO,-3Fc（NO,b+2NOT+4H故溶質(zhì)為FaNOj）?，原硝酸溶液的物質(zhì)的量濃度按NO的量運(yùn)算為0.8iwl/L。（2）中發(fā)生的反應(yīng)：3R+8H.+2NO；=3