《铁、铜及其化合物的应用》课件37（58张PPT）

欢迎进入化学课堂 苏教版高中化学 必修1 专题3从矿物到基础材料 第二单元铁 铜的获取及应用 一 从自然界获取铁和铜 自然界中的金属大都以化合态存在 用化学的方法把化合态的金属变成游离态 要考虑的问题 矿石的富集 合适的冶炼方法 如何精炼 一 金属的冶炼 简单 实用 节省的原则 1 热分解法有些不活泼金属仅用热分解法就能制得 在金属活动性顺序表中 位于氢后面的某些金属的氧化物受热就能分解 2HgO2Hg O2 2Ag2O4Ag O2 冶炼方法的选择 2 热还原法多数金属的冶炼过程属于热还原法 常用的还原剂有焦炭 一氧化碳 氢气和活泼金属等 3 电解法 冶炼金属活动性顺序中铝以前的金属 也可用于一些金属的精炼 电解法 热还原法 热分解法 不同金属冶炼方法的选择 KCaNaMgAlZnFeSnPb H CuHgAg 交流与讨论P70 写出你知道的所有的冶炼铁铜的反应 磁铁矿 赤铁矿 1 铁矿石 磁铁矿 赤铁矿 2 铜矿石 黄铜矿 孔雀石 二 铁和铜的存在 黄铁矿 磁铁矿 赤铁矿 菱铁矿 褐铁矿 黄铁矿 炼铁的原料 铁矿石 焦炭 石灰石和空气铁矿石 主要有赤铁矿Fe2O3 磁铁矿Fe3O4 菱铁矿FeCO3 黄铁矿FeS2焦炭 主要作用是提供热量和产生还原剂CO石灰石 主要作用是造渣 除去铁矿石中SiO2等杂质 三 铁的冶炼 炼铁的设备 高炉 炼铁的原理 在高温条件下 利用还原剂CO从铁的氧化物中将铁还原出来 炼铁的过程及反应 以赤铁矿为例 焦炭燃烧产生热量并生成还原剂C O2CO2CO2 C2CO氧化铁被CO还原成铁Fe2O3 3CO2Fe 3CO2SiO2与CaCO3分解产生的CaO反应生成硅酸钙CaCO3CaO CO2 CaO SiO2 CaSiO3炉渣主要成分 炼铁产物 生铁及炉渣 高炉煤气 CO CO2 N2等 钢是含碳量为0 03 2 的铁碳合金 生铁是含碳量2 4 3 的铁碳合金 按含碳量不同铁碳合金分为 钢铁是铁与C Si Mn P S以及少量的其他元素所组成的合金 其中除Fe外 C的含量对钢铁的机械性能起着主要作用 故统称为铁碳合金 铁矿石焦炭石灰石 高炉 炉渣 水泥 空气 生铁 铸造 铸件 钢材 轧钢 炼钢炉 炼铁生产工艺流程示意图 不锈钢 为了防锈又在合金中加入铬和镍 这种钢称为不锈钢 不锈钢通常是指含铬量在12 30 的合金钢 不锈钢外观呈微灰色或银白色 结构紧密 不易氧化生成氧化铁 故有不锈之称 不锈钢是能抵抗酸 碱 盐等腐蚀作用的合金钢的总称 四 铜冶炼和精制 1 电解法 电解CuCl2溶液 2 湿法炼铜 活泼的金属从铜的化合置换出铜 3 生物炼铜 利用细菌将矿石分化得到铜 4 粗铜的精炼 每回收1t废钢铁 可炼0 9t钢 可减少空气污染 水污染和固体废物 再见 二 铁 铜及其化合物的应用 1 铁是可以被磁铁吸引的银白色金属铜是紫红色的金属 2 铁和铜都有良好的导电性和导热性 铁和铜的密度较大 熔沸点较高 一 单质的物理性质 二 单质化学性质 不反应 与非金属反应 与盐酸反应 与盐溶液反应 铜在反应中一般转化为 2价铜的化合物 特别提醒 铁跟氧化性较弱的氧化剂 如盐酸 硫酸铜溶液等 反应转化为亚铁化合物 铁跟氧化性较强的氧化剂 如氯气 硝酸等 反应转化为 3价铁的化合物 三 Fe2 与Fe3 的鉴别 小结 氧化性较强的氧化剂如Cl2 硝酸等 化合价 升高 需加入 氧化剂 还原剂 降低 Fe 氧化性较强的氧化剂如Cl2 硝酸等 Zn Al Mg等 等Zn Al Mg 四 Fe2 与Fe3 的相互转化 五 铁及铜的化合物的应用 1 铁的化合物 Fe2O3作颜料 氯化铁 硫酸亚铁可作净水剂 作磁性材料 维持生命的微量元素 2 铜的化合物 铜盐可杀菌 CuSO4溶液杀灭寄生虫 治疗皮肤病 2Fe3 Cu 2Fe2 Cu2 练习 1 向某溶液中加入含Fe2 的溶液后 无明显变化 当再滴加几滴新制氯水后 混合液变成血红色 则下列结论中错误的是 B A 该溶液中一定含有SCN B 氧化性 Fe3 Cl2C Fe2 与SCN不能形成红色物质D Fe2 被氯水氧化为Fe3 练习 加入足量氯水 加入足量KMnO4 加入少量KSCN溶液 A B C D C 2 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 三 钢铁的腐蚀 1 金属材料 金属材料包括纯金属和合金 如钢铁 铜 铝 各种合金及一些新型金属材料等 2 金属腐蚀的原理 钢铁腐蚀占年产量的十分之一 钢铁生锈 金属表面与周围介质 如O2 Cl2 SO2等 直接发生化学反应而引起的腐蚀 金属腐蚀 金属材料受周围介质的作用而损坏 一般情况下 温度升高会加快化学反应速率 因此 温度对化学腐蚀的影响较明显 燃气灶中心部位的锈蚀 存放在南极的食品罐头 电化学腐蚀形成条件 不纯金属 电解质环境 不纯的金属 或合金 跟电解质溶液接触时 会发生原电池反应 比较活泼的金属失去电子而被氧化 这种腐蚀叫做电化学腐蚀 电化学腐蚀特征 原电池反应 并伴有电流的产生 吸氧腐蚀 钢铁表面的水膜呈中性或弱酸性 Fe 负极 2Fe 4e 2Fe2 C 正极 2H2O O2 4e 4OH 吸氧腐蚀 析氢腐蚀 钢铁表面的水膜呈酸性 Fe 负极 Fe 2e Fe2 C 正极 2H 2e H2 析氢腐蚀 在常温下 只要存在发生电化学腐蚀的条件 金属腐蚀的过程就是电化学腐蚀 而吸氧腐蚀又占其中的绝大部分 3 金属保护的主要方法 金属保护 表面保护 电化学保护 改变金属成分 涂油漆 覆盖搪瓷或塑料 电镀 外加电流的阴极保护 牺牲阳极的阴极保护 制成合金 表面保护 包括涂层保护和镀层保护 刚玉 陶瓷 层过渡层钢管层 耐磨 耐蚀输送管道 铝材电镀着色 冷镀锌丝 电化学保护 外加直流电源的阴极保护法外加一个直流电源 把电源输出电子的一极接到被保护的金属部件上 金属就会得到保护 牺牲阳极的阴极保护法在被保护的金属上连接更活泼的金属 三峡船闸 使用期限要多久 很明显 如果物品只需保存很短的时间 就没有必要去考虑给它一个长久的保护 在什么场合使用 如果物品主要用于室外 它就需要较好地进行保护 物品要接受高温 就不能用油漆进行保护 外观是否很重要 某些保护方法也是为了装饰外观用的 例如 镀铬 经济上是否合算 金属蚀刻板画 金属蚀刻过滤网 金属腐蚀的利用 再见 同学们 来学校和回家的路上要注意安全 同学们 来学校和回家的路上要注意安全