高三化学学科一体化教学案编写人景均编号25课时课时25—铁、铜的获取及应用.专题三从矿物到基础材料一、考纲要求:1.了解过渡金属铁的原子结构及其在周期表中的位置。2.掌握过渡元素铁及其重要化合物的主要性质、相互转化及其应用。3.重点掌握根据氧化还原的原理进行有关铁及其化合物的相关计算。培养分析、综合、归纳问题的能力和解决问题的能力。二、知识结构:一、铁的存在和冶炼1.铁的存在:铁是地壳中最丰富的元素之一,含量为4.75%,在金属中仅次于。铁分布很广,能稳定地与其他元素结合,常以的形式存在,有赤铁矿(主要成分是)、磁铁矿(主要成分是)、褐铁矿(主要成分是)、菱铁矿(主要成分是)、黄铁矿(主要成分是)、钛铁矿(主要成分是FeTiO3)等。土壤中也含铁1%~6%。2.铁的冶炼:金属矿物变成金属的过程,叫做______________。炼铁的主要原理是;原料:设备:赤铁矿炼铁主要反应可用化学方程式表示;磁铁矿炼铁主要反应可用化学方程式表示。主要反应:尾气主要成分:二、铁的结构、性质1.原子结构:铁是活泼的元素,铁位于第周期第族,原子结构示意图为:,电子排布式为:,价电子排布式为:常见的化合价有和2.物理性质:(1)纯铁晶体具有光泽(铁粉为色)、质地、密度大,熔沸点高,常用铁含等杂质,熔点降低,抗蚀力减弱。(2)具有一般金属的物理通性:具有良好的、、性较好。它还有与其它金属不同的物理性质,它能被吸引。3.化学性质(较活泼)铁是较活泼的金属,铁原子的最外层电子数为2个,可失去2个或3个电子而显+2价或+3价,但+3价的化合物较稳定。Fe-=Fe2+Fe-=Fe3+(1)Fe→Fe2+:Fe+S=Fe+CuCl2=,Fe+FeCl3=Fe+H+=[思考]把金属铁加入含FeCl3、FeCl2、CuCl2的混合液中充分反应后过滤,滤出不溶物有铜,则滤液中肯定有阳离子,肯定不存在阳离子,可能有阳离子(若铁过量呢?)(2)Fe→Fe3+:①铁丝在氯气中燃烧:a.反应原理:b.现象:铁丝在氯气中燃烧,生成色的烟。加水振荡后,生成色溶液②与强氧化性酸反应:a.冷的浓HNO3或浓H2SO4使铁发生b.2.8克铁与160ml1mol/L稀硝酸作用放出NO气体,则在反应中HNO3共得电子摩。(3)Fe→Fe3O4:Fe+H2O==Fe+O2==归纳:铁的化学性质及在反应后的生成物中显+2价或+3价的规律如下;注意:Fe与HNO3等强氧化性物质反应,也有得到Fe2+的可能性(铁过量)三、课堂笔记:考点1:铁的存在和冶炼[例1]钢铁工业是国家工业的基础。2006年我国粗钢产量突破4亿吨,居世界首位。某中学社会实践活动小组利用假期对当地钢铁厂进行了调研,对从矿石开始到钢铁产出的工艺流程有了全面的感性认识。请您对社会实践活动小组感兴趣的问题进行计算:(1)将6.62g铁矿石样品投入适量的盐酸中(充分反应),过滤,然后在滤液中加过量的NaOH溶液,充分反应后,过滤、洗涤、灼烧得4.80gFe2O3。现以该铁矿石为原料炼铁,若生产过程中铁元素损失4%,计算每生产1.00t生铁(含铁96%),至少需要这种铁矿石吨?(保留两位小数)(2)取某钢样粉末28.12g(假设只含Fe和C),在氧气流中充分反应,得到CO2气体224mL(标准状况)。①计算此钢样粉末中铁和碳的物质的量之比为。②再取三份不同质量的钢样粉末分别加到100mL相同浓度的H2SO4溶液中,充分反应后,测得的实验数据如下表所示:实验序号IIIIII加入钢样粉末的质量/g2.8125.6248.436生成气体的体积/L(标准状况)1.1202.2402.800计算硫酸溶液的物质的量浓度为。③若在实验Ⅱ中继续加入mg钢样粉末,计算反应结束后剩余的固体质量为?(用含m的代数式表示)[感悟]:考点2:铁的结构和性质[例2]A、B、C是中学常见的单质。甲、乙两化合物在常温下分别为黑色晶体和无色液体。这些化合物和单质之间的关系如图所示。据此推断:(1)若元素A有可变化合价,则单质A的化学式为。甲的化学式:。(2)根据金属活动顺序表判断单质A和单质C活动性强弱:AC(填>或<)。简述甲+C\s\up7(高温)A+乙反应如何才能充分进行?。(3)甲还能与另一种常见金属在一定温度下发生反应,并放出大量热,写出该反应的化学方程式:。[感悟]:考点3:铁与酸反应[例3]将0.4mol铁粉逐渐加入含硝酸0.8mol的稀硝酸中,反...