《从矿物到基础材料》学案1（5份）
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（浙江专版）2017_2018学年高中化学专题3从矿物到基础材料学案（打包5套）苏教版必修1
浙江专版2017_2018学年高中化学专题3从矿物到基础材料第一单元第一课时铝及铝合金铝的氧化物与氢氧化物学案苏教版必修120180625213.doc
浙江专版2017_2018学年高中化学专题3从矿物到基础材料第二单元第二课时铁铜及其化合物的应用学案苏教版必修120180625221.doc
浙江专版2017_2018学年高中化学专题3从矿物到基础材料第二单元第一课时从自然界获取铁和铜学案苏教版必修120180625219.doc
浙江专版2017_2018学年高中化学专题3从矿物到基础材料第三单元含硅矿物与信息材料学案苏教版必修120180625217.doc
浙江专版2017_2018学年高中化学专题3从矿物到基础材料第一单元第二课时从铝土矿中提取铝学案苏教版必修120180625215.doc
第二课时 铁、铜及其化合物的应用
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[考试要求]
1．铁、铜的物理性质(a/ a)
2．铁、铜的化学性质(跟某些非金属、酸、盐的反应)(b/ b)
3．Fe2＋、Fe3＋的性质及转化(c/ c)
4．检验Fe2＋、Fe3＋的常用方法(b/ c)
1．Fe的物理特性：能被磁铁吸引；Cu的物理特性：颜色为紫红色。
2．铁在一定条件下可与某些非金属单质(O2、Cl2等)、酸、盐溶液等发生反应，
是一种还原性较强的金属。
3．Fe3＋的溶液遇KSCN溶液变成血红色，Fe2＋遇KSCN不显红色，加入氯水后
显血红色。
4．Fe2＋和Fe3＋相互转化：
Fe2＋氧化剂Cl2、Br2、H2O2、KMnO4等还原剂Fe、Cu、I等Fe3＋。
5．在溶液中，Fe3＋呈棕黄色、Fe2＋呈浅绿色、Fe(SCN)3呈血红色、Cu2＋呈蓝色。
铁、铜的性质 Fe3＋、Fe2＋的检验
1．铁的性质
(1)物理性质
色泽 导电性 导热性 延展性 特性
银白色，有
金属光泽 良好 良好 良好 能被磁铁吸引
(2)化学性质
①与非金属的反应：
与O2反应 3Fe＋2O2=====点燃Fe3O4(火星四射，生成黑色固体)；
与Cl2反应2Fe＋3Cl2=====点燃2FeCl3(剧烈燃烧，生成红棕色烟)。
②与酸反应，与盐酸反应的离子方程式为Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑；
常温下，Fe遇浓H2SO4、浓HNO3发生钝化。
③与盐溶液反应，与CuSO4溶液反应的离子方程式为Fe＋Cu2＋===Cu＋Fe2＋。
2．铜的性质
(1)物理性质
颜色：紫红色；导电性、导热性和延展性：良好。
(2)化学性质
①与非金属反应：
与O2反应：2Cu＋O2高温,2CuO；
与Cl2反应：Cu＋Cl2点燃,CuCl2。(剧烈燃烧，生成棕黄色烟)
②与盐溶液反应：
与AgNO3溶液反应的离子方程式为Cu＋2Ag＋===Cu2＋＋2Ag。
3．Fe3＋、Fe2＋的检验
(1)检验方法
(2)Fe3＋与KSCN反应的离子方程式为Fe3＋＋3SCN－===Fe(SCN)3。
[特别提醒]
(1)Fe3＋与SCN－反应时，生成红色溶液，而不是红色沉淀。
第一课时 从自然界获取铁和铜
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[考试要求]
1．自然界铁、铜的存在形式(a/ a)
2．工业炼铁的反应原理(b/ b)
3．不锈钢的主要组成元素及其用途(/ a)
1．常见的铁矿有磁铁矿(Fe3O4)、赤铁矿(Fe2O3)等，常见的铜矿有黄铜矿(CuFeS2)、孔雀石[CuCO3•Cu(OH)2]等。
2．工业上主要采用高温冶炼黄铜矿(CuFeS2)的方法获得粗铜后经过电解精炼得到
精铜。
3．常见金属的冶炼方法：①K、Ca、Na、Mg、Al用电解法；②金属活动性顺序
中Zn～Cu用高温还原法；③Hg、Ag用热分解法；④Cu、Zn还可用湿法冶炼。
铁、铜的冶炼
1．铁、铜的存在
铁、铜在自然界中主要以化合态的形式存在。
(1)铁矿有磁铁矿(主要成分为Fe3O4)、赤铁矿(主要成分为Fe2O3)等。
(2)铜矿有黄铜矿(主要成分为CuFeS2)、孔雀石[主要成分为CuCO3•Cu(OH)2]等。
2．铁、铜的早期获取
人们最早利用的单质铁和单质铜均直接来自于自然界。所不同的是铁单质只存在于从天而降的陨铁中，所以古代人称铁为“天石”，而铜则来自于地球上自然存在的少量单质铜。
3．铁的冶炼
(1)设备：炼铁高炉。
(2)原料：铁矿石、焦炭、空气、石灰石等。
(3)主要反应
①还原剂的生成。a.生成CO2：C＋O2高温,CO2，
b生成CO：CO2＋C高温,2CO。
②铁的生成：Fe2O3＋3CO高温,2Fe＋3CO2。
③炉渣的形成：a.CaCO3高温,CaO＋CO2，
b．CaO＋SiO2高温,CaSiO3。
[特别提醒]
使用炼铁高炉得到的是含碳2%～4.5%的生铁，生铁经过进一步冶炼，包括降碳，调硅锰，除硫、磷，得到含碳量0.03%～2%的钢。
4．炼铜
(1)工业炼铜：工业上采用高温冶炼黄铜矿(主要成分为CuFeS2)的方法得到铜。
黄铜矿――→还原剂高温冰铜―→粗铜(含Ag、Au、Fe、Zn等杂质)――→电解精炼 精铜
(2)生物炼铜(矿堆浸铜法)
①原理：CuS――→细菌O2CuSO4――→FeCu。
②特点：成本低、污染小、反应条件简单等。
1．高炉炼铁的生产中，下列说法正确的是( )
A．焦炭和一氧化碳都是还原剂
B．采用富氧空气可以得到纯铁
C．加石灰石的目的主要是为了得到CO2
D．用于冶炼生铁的矿石主要有磁铁矿、赤铁矿和黄铁矿
解析：选A 高炉炼铁的生产中，焦炭燃烧生成二氧化碳，二氧化碳再和焦炭反应生成一氧化碳，一氧化碳还原铁的氧化物，在反应中焦炭和一氧化碳是还原剂，A正确；采用富氧空气是为了焦炭能充分燃烧，B不正确；加石灰石的目的主要是为了造渣，C不正确；黄铁矿中铁的含量低，一般不用于冶炼生铁，D不正确。
2．回答下列关于高炉炼铁的问题：
(1)炼铁的原料有______________________________________________________。
(2)焦炭的作用有两点：一是____________，化学方程式为_______________________；
二是__________，化学方程式为______________________________________________。
(3)铁矿石的作用是________，化学方程式(以赤铁矿为例)为_____________________。
(4)生石灰的作用是________，化学方程式为__________________________________
______________________________________________________________________
第三单元 含硅矿物与信息材料
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[考试要求]
1．硅在自然界的存在形式(a/ a)
2．硅及其化合物(以SiO2和Na2SiO3为例)的重要性质(a/ b)
3．工业制备高纯硅的方法(a/ b)
4．三大硅酸盐产品：水泥、陶瓷、玻璃(a/ a)
5．硅、二氧化硅在信息技术、材料科学等领域中的应用(a/ a)
6．光导纤维的组成和作用(/ a)
1．硅酸盐的化学式常用氧化物形式表示。
2．水玻璃是硅酸钠的水溶液。水泥、陶瓷、玻璃为硅酸盐产品。
3．SiO2熔点高硬度大，是一种酸性氧化物，SiO2＋CaO=====高温 CaSiO3，
SiO2＋2NaOH===Na2SiO3＋H2O。SiO2可用于制造硅单质及光导纤维。
4．硅晶体的熔、沸点高，硬度大，常温下比较稳定，与O2、Cl2、HNO3、
H2SO4等很难发生反应，硅晶体可用作半导体材料。
5．工业制备高纯硅的主要反应有SiO2＋2C=====高温 Si＋2CO↑，
Si＋2Cl2=====高温 SiCl4，SiCl4＋2H2=====高温 Si＋4HCl。
硅酸盐矿物与硅酸盐产品
1．硅酸盐
(1)表示方法——氧化物法
俗名 锆石 红柱石 钙铝石榴子石 镁橄榄石
氧化物
表示法 ZrO2•
SiO2 Al2O3•
SiO2 3CaO•Al2O3•
3SiO2 2MgO•
SiO2
(2)硅酸钠
①性质：
a．可溶于水，其水溶液称“水玻璃”。
b．水溶液可与盐酸、CO2反应产生沉淀。
②用途：
Na2SiO3溶液在建筑行业常用做黏合剂，经Na2SiO3溶液浸泡过的木材、纺织品等既耐腐蚀又不易着火。
2．硅酸盐产品
硅酸盐产品 原料 主要设备
水泥 黏土、石灰石及石膏 水泥回转窑
玻璃 石灰石、纯碱、石英 玻璃熔炉
陶瓷 黏土
[特别提醒]
(1)硅酸是一种比H2CO3还弱的酸，且难溶于水。
(2)普通玻璃的成分为Na2SiO3、CaSiO3、SiO2可写成Na2O•CaO•6SiO2。
(3)玻璃是混合物，没有固定熔点，加热时在一定温度范围内软化。
(4)分子筛的成分是铝硅酸盐。
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