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111 第二單元 鐵、銅的獲取及應(yīng)用 第一課時(shí) 從自然界獲取鐵和銅 基礎(chǔ)梳理 1．煉鐵 (1)反應(yīng)原理：在高溫下，用還原劑(主要是CO)把鐵從鐵礦石里還原出來(lái)； (2)原料：鐵礦石、焦炭、石灰石和空氣； (3)設(shè)備：煉鐵高爐； (4)生產(chǎn)過(guò)程： ①還原劑的產(chǎn)生：； ②鐵礦石還原成鐵： ③爐渣的形成：； 注意：工業(yè)上鐵的冶煉是在煉鐵高爐中進(jìn)行的。原料有鐵礦石、空氣、石灰石等。在冶煉過(guò)程中，鐵元素被還原，還原劑是一氧化碳。由于礦石中有雜質(zhì)，需除去，所加造渣劑為石灰石。 用這種方法煉出的鐵是含碳2%～4.5%的生鐵，將生鐵進(jìn)一步冶煉，就可以得到用途廣泛的鋼。 2．銅的冶煉 ( 1 ) 高溫冶煉黃銅礦(CuFeS2)，得粗銅（99.5%～99.7%）； ( 2 ) 電解精煉，得純度較高的銅（99.95%～99.98%）。 注意：工業(yè)上用高溫冶煉黃銅礦得到銅。次冶煉得到的銅，其含量達(dá)到99.5%～99.7%。通過(guò)濕法精煉銅，同等含量可以達(dá)到99.95%～99.98%。3．鐵、銅的存在 鐵、銅在自然界中主要以礦石的形式存在。常見(jiàn)的有磁鐵礦 、赤鐵礦 ，常見(jiàn)的銅鐵礦有黃銅礦（CuFeS2）、孔雀石（堿式碳酸銅）等。 例題解析 基礎(chǔ)訓(xùn)練 一． 選擇題 1．下列物質(zhì)混合時(shí)，鐵能溶解但無(wú)氣體產(chǎn)生的是 ( ) A. 鐵粉與鹽酸 B. 鐵屑與稀硫酸 C. 鐵粉與硫酸銅溶液 D. 鐵釘浸入水中 2．在含有Cu（NO3）2、Mg（NO3）2和AgNO3的溶液中加入適量鋅粉，首先置換出的是 （ ） A.Mg B. Cu C. Ag D. H2 3．CuS和Cu2S都能溶于硝酸，它們高溫灼燒的產(chǎn)物相同，以下鑒別CuS和Cu2S兩種黑色粉末的方法合理的是 （ ） A .將兩種樣品分別溶于硝酸，區(qū)別反應(yīng)快慢 B.將兩種樣品分別溶于硝酸，區(qū)別溶液的顏色 C.取兩種同質(zhì)量的樣品分別在高溫灼燒，區(qū)別殘留固體的質(zhì)量 D.取兩種同質(zhì)量的樣品分別在高溫灼燒，區(qū)別殘留固體的顏色 4．現(xiàn)有2 mol/L的鹽酸和硫酸溶液各100 mL，分別加入等質(zhì)量的鐵粉，反應(yīng)結(jié)束時(shí)，所生成的氣體質(zhì)量比為2∶3，則往酸中加入的鐵粉的質(zhì)量為 （ ） A．8.4 g B．5.6 g C．2.8 g D．16.8 g 5．由FeSO4和Fe2(SO4)3組成的混合物中，含硫?yàn)閍％，則所含鐵的質(zhì)量百分含量為 ( ) A.3a％ B.(100-2a)％ C. 20％ D. 1-3a％ 6．在Fe、Fe2+、Fe3+三種粒子中，具有相同的 ( ) A. 質(zhì)子數(shù) B. 最外層電子數(shù) C. 核外電子數(shù) D. 電荷數(shù) 7．在化學(xué)反應(yīng)：3Fe＋4H2O Fe3O4＋3H2↑中，H2O作 ( ) A. 還原劑 B. 氧化劑 C. 催化劑 D. 溶劑 8．質(zhì)量相同的下列金屬, 分別跟足量鹽酸完全反應(yīng)產(chǎn)生氫氣體積最多的是 （ ） A．鈉 B．鋁 C．鎂 D．鋅 9．下列物質(zhì)中，不屬于合金的是 （ ） A.硬鋁 B.黃銅 C.鋼鐵 D.水銀 10．下列鐵的化合物中，鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)最高的是 ( ) A. FeS2 B. FeO C. Fe2O3 D. Fe3O4 二．填空題 11．Fe是地殼中含量很豐富的元素，也是生物體所必需的元素。 自然界中鐵礦石主要有赤鐵礦和磁鐵礦，金屬鐵是在高爐中冶煉的，高爐煉鐵除了加入鐵礦石外，還需加入焦炭和石灰石。請(qǐng)?zhí)羁眨? ①寫出磁鐵礦主要成分的化學(xué)式： 。 ②寫出赤鐵礦被還原成鐵的化學(xué)方程式： 。 ③寫出焦炭在高爐中參與反應(yīng)的兩個(gè)化學(xué)方程式： 。 ④寫出CaCO3所參與反應(yīng)的兩個(gè)化學(xué)方程式： 。 12．在一定條件下可實(shí)現(xiàn)下圖所示物質(zhì)之間的變化 請(qǐng)?zhí)顚懸韵驴瞻? (1)孔雀石的主要成份是CuCO3Cu(OH)2(堿式碳酸銅)受熱易分解。上圖中的F是 (2)寫出明礬溶液與過(guò)量的NaOH溶液反應(yīng)的離子方程式 (3)圖中所得G和D都為固體混合后在高溫下可發(fā)生反應(yīng)寫出該反應(yīng)化學(xué)方程式 (4)每生成1mol D同時(shí)生成 mol E 13．下圖表示某種鹽的制備步驟： 已知：水合鹽B含有45.3的水；無(wú)水鹽C焙燒分解，放出兩種無(wú)色刺激性氣體E和F，并生成紅棕色固體D。 請(qǐng)寫出物質(zhì)的化學(xué)式或名稱： A___________B____________C____________D____________ E____________F____________。 三．計(jì)算題 14．黃銅礦（主要成分CuFeS2）是提取銅的主要原料 800℃ （1）取12.5g黃銅礦樣品，經(jīng)測(cè)定含3.60g硫（雜質(zhì)不含硫），礦樣中CuFeS2含量為_(kāi)___________ 已知2CuFeS2+4O2 Cu2S+3SO2+2FeO(爐渣) 產(chǎn)物Cu2S在1200℃高溫下繼續(xù)反應(yīng)： 2Cu2S + 3 O2 → 2Cu2O + 2 SO2 2 Cu2O + Cu2S → 6Cu + SO2 假定各步反應(yīng)都完全，完成下列計(jì)算： ①由6 mol CuFeS2生成6 mol Cu，求消耗O2的物質(zhì)的量 ②6 mol CuFeS2和14.25 mol O2反應(yīng)，理論上可得到多少摩爾銅 ③6 mol CuFeS2和15.75 mol O2反應(yīng)，理論上可得到多少摩爾銅 一． 選擇題 1．C 2．C 3．C 4．A 5．D 6．A 7．B 8．B 9．D 10．B 高溫 點(diǎn)燃 高溫 二．填空題 11．①Fe3O4 ②Fe2O3+3CO 2Fe+3CO2 ③C+O2 CO2 CO2+C 2CO 高溫 高溫 ④CaCO3 CaO+CO2 ↑ CaO+SiO2 CaSiO3 12．(1)CO2 (2) (3)3CuO + 2Al3Cu + Al2O3 (4) 13．A．Fe，B.FeSO47H2O，C.FeSO4，D.Fe2O3，E.SO2，F(xiàn).SO3。（E.SO3，F(xiàn).SO2） 三．計(jì)算題 14．（1）82.8% （2） ①CuFeS2Cu+FeO+2SO2 n(O2)=(+2)6=15(mol) ②O2不足量 Cu2S+O2→2Cu+SO2 n(Cu)=6－2(15－14.25)=4.5(mol) ③O2過(guò)量 2Cu2S+3O2→2Cu2O+2SO2 n(Cu)=6(1－2)=3(mol)  111