1、1铁、铜的获取及应用铁、铜的获取及应用一 、 从自然界获取铁和铜1.铁的冶炼原料：铁矿石、焦炭、空气、石灰石反应器：炼铁高炉反应原理：用还原剂将铁从其化合物中还原出来工艺流程：从高炉下方鼓入空气与焦炭反应产生一氧化碳并放出大量的热22CO点 燃CO22高 温33FeFe高 温 23a高 温)(2炉 渣高 温 aSiia生铁：含碳量 2%4.5% 钢：含碳量2%2.铜的制备电解精冶铜的原理是让粗铜作阳极，失去电子变为 Cu2+，用铜棒作阴极，在阴极上即可得精铜。湿法炼铜是指在溶液中将铜置换出来。 CuFelCul22生物炼铜是利用细菌将矿石分化得铜。二、铁、铜及其化合物的应用（一）铁、铜的物理性
2、质铁是一种金属光泽的银白色金属，质软，有良好导电、导热性、延展性。粉末为黑色，属于重金属，黑色金属，常见金属。铁能被磁铁吸引，抗腐性强。铜是一种有金属光泽的紫红色金属，有良好的导电、导热性，良好的延展性，粉末为紫红色，铜属于重金属，有色金属，常见金属。（二）铁、铜的化学性质1.铁的化学性质（1）与非金属反应 FeSOFeOCll)(233243点 燃 棕 黄 色 的 烟点 燃（铁与弱氧化性物质反应生成低价铁的化合物）（2）与酸反应与非氧化性酸： 22HFe2氧化性酸：常温下遇浓硫酸、浓硝酸会发生钝化，而加热时剧烈反应。（3）与某些盐溶液反应Fe Cu2 Fe2 CuFe2Fe 3 3Fe2 （
3、4）铁的存在铁在自然界中分布较广。在地壳中含量约 5%，仅次于铝。分布在地壳中的铁均以化合态存在，游离态的铁只能在陨石中得到。常见的铁矿石有：磁铁矿（ ） 、赤铁矿（43OFe）等。32OFe2.铜的化学性质（1）与非金属单质反应CuCl 2 CuCl2（红棕色的烟）2CuS= Cu 2S（硫化亚铜）（2）与某些盐溶液反应Cu2AgNO 3=2AgCu(NO 3)2Cu2FeCl 3=CuCl22FeCl 2 （3）与强氧化性的物质反应3Cu8HNO 3（稀）=3 Cu(NO 3)22NO4H 2OCu4HNO 3（浓）= Cu(NO 3)22NO 22H 2OCu2H 2SO4（ 浓）=3
4、CuSO 4SO 22H 2O（三）Fe 2+和 Fe3+的相互转化1. Fe2+Fe 3+： Fe2+与强氧化剂（如 Cl2、Br 2、O 2、HNO 3、KMnO 4、浓 H2SO4、H 2O2 等）反应时，被氧化为 Fe3+2Fe2+ Cl22Fe 3+2 Cl 2. Fe3+Fe 2+： Fe3+与还原剂（如 Zn、Fe、Cu、S 2 、I 、 H2S 等）反应时，被还原成 Fe2+Fe2Fe 3 =3Fe2 Cu2Fe 3 =Cu2+2Fe 2+S2 2Fe 3 =S2Fe 2+2I 2Fe 3 =I22Fe 2+（四）Fe 3 的检验1. KSCN 法：加入 KSCN 呈血红色的是
5、 Fe3+溶液，而 Fe2+的溶液无此现象，这是鉴别Fe2+和 Fe3+最常用、最灵敏的方法。Fe 3 3SCN Fe（SCN） 3（红色）2.碱液法：可加入碱液，Fe 3 有红褐色沉淀生成，Fe 2 先生成白色沉淀，然后变成灰绿色，最后变成红褐色。Fe3 3OH Fe（OH） 3（红褐色）Fe 2 2OH Fe（OH） 2（白色）4 Fe（OH） 2O 22H 2O 4Fe（OH） 33（五）规律总结三、钢铁的腐蚀（一）金属腐蚀的本质：Mne =Mn+（二）钢铁的腐蚀1.化学腐蚀：金属跟周围的物质接触直接发生化学反应而引起的腐蚀。 （次要）2.电化学腐蚀：钢铁不是纯净的铁，通常含有少量的碳杂
6、质。金属在电解质溶液中发生原电池反应而引起的腐蚀，伴有电流。 （主要） )(3)(2)44223223 即 为 铁 锈OxHFeOeHF（三）金属的防护（1）喷涂保护。（2）改变结构。（3）涂加更活泼的金属，通过牺牲涂加的金属来防护。（4）连接电源负极，使铁不失去电子，这是最有效的保护。第三单元 含硅矿物一、硅酸盐硅酸盐的种类很多，组成和结构也很复杂，为了方便，用二氧化硅和金属氧化物的形式表示其组成。表示方法：金属元素氧化物写在前面,再写 SiO2,最后写 H2O;氧化物之间用“”隔开。例如：硅酸钠 Na2SiO3可以写成：Na 2O SiO2高岭石 Al2(Si2O5)(OH)4写成：Al
7、2O3 2SiO2 2H2O改写原则： 要领：两边原子守恒（或相对应成比例） ，两边各元素化合价相同。 格式：金属氧化物、二氧化硅、水 顺序：金属按活动性顺序，活泼的金属的氧化物写在左。掌握一种重要的硅酸盐硅酸钠 化学组成：Na 2SiO3 物理性质：白色晶体，能溶于水，是少数可溶性硅酸盐之一, 它的水溶液俗称水4玻璃、泡花碱。水玻璃是无色粘稠液体，是一种矿物胶,它既不能燃烧又不易受腐蚀,在建筑工业上可用作粘合剂等。木材浸过水玻璃后,具有防腐性能且不易着火。水玻璃还可用作耐火材料。 化学性质：主要掌握与酸的反应：向硅酸钠溶液中滴入盐酸或通入 CO2 现象：有白色胶状沉淀生成。Na2SiO3+2
8、HCl 2NaCl + H 2SiO3 Na 2SiO3+CO2+H2O Na 2CO3+H2SiO3结论：硅酸是弱酸，酸性比碳酸弱二氧化硅的物理性质熔点高(1723)，沸点高(2230)，硬度大，纯净的二氧化硅是无色透明的固体，不导电，难溶于一般的溶剂（如水或有机溶剂等）应用：制作光学镜片，石英坩锅，光导纤维等二氧化硅的化学性质（属于酸性氧化物）不与水直接反应生成相应的酸与碱性氧化物反应SiO2 + CaO CaSiO3 高 温与碱反应SiO2 + 2NaOH = Na2SiO3 + H2O【思考】盛放氢氧化钠溶液的试剂瓶为什么不能用玻璃塞？高温下与某些盐反应SiO2+ Na2CO3 = N
9、a2SiO3+ CO2特殊性：与氢氟酸的反应（雕刻玻璃）SiO2 + 4HF = SiF4 + 2H 2O小结：常温下，SiO 2能与强碱和 HF 反应；高温下，SiO 2能与碱性氧化物和碳酸盐反应高纯硅的工业制法SiO2+2C 2CO+Si（粗） 高 温Si(粗) + 2Cl 2 = SiCl4SiCl4 + 2H2 = 4HCl + Si（纯）硅晶体的熔点和沸点都很高，硬度也很大。在常温下，单质硅比较稳定，只能与少数常见物质发生反应，如：HF，NaOH；在高温下能与 O2，Cl 2等反应5课堂练习【巩固练习】1铁和铜在自然界中主要以化合物的形式存在.工业上铁的冶炼是在炼铁高炉中进行的，原料
10、有 、 、 、 等。冶炼的过程 将氧化铁还原为单质铁的方程式为： 2在高温下可还原氧化铁的化合物是 ( )A焦炭 B氢气 C二氧化碳 D一氧化碳【提问】1补铁性药品为什么要密封？2 实验室在配制 Fe2+溶液时，为防止 Fe2+被氧化，可加入什么？【巩固练习】1能与 Fe3+反应且能证明 Fe3+具有氧化性的物质是: ( )A. NaOH B. KSCN C. FeCl2 D. Fe2某溶液中加入 KSCN 溶液无明显现象，再滴加氯水,溶液立即变为红色，说明原溶液中一定含有（ ）A.Fe3+ B. Fe2 C. Cu2+ D. Zn2+3要证明某溶液中不含 Fe3+，而可能含有 Fe2+ ，进行如下实验操作时最佳顺序为（ ）加入足量氯水 加入足量 KMnO4 加入少量 KSCN 溶液A. B. C. D. 【巩固练习】请用氧化物的形式表示下述硅酸盐的化学组成1.ZrSiO4 _。2.Al2SiO5 _。3.Ca3Al2(SiO4)3_。4.Mg2SiO4_。
