内容正文:
专题9 金属与人类文明
第一单元 金属的冶炼方法
知识点1 金属的冶炼
1.金属冶炼的方法
方法选择的原则:依据金属活动性。
(1)热分解法:适用于金属活动性顺序表中排在H以后的金属。
2HgO2Hg+O2↑ 2Ag2O4Ag+O2↑
(2)热还原法:适用于金属活动性顺序表中处于中间或金属活动性与之相当的金属。常用还原剂有焦炭、CO、H2等。
Fe2O3+3CO2Fe+3CO2
WO3+3H2W+3H2O
Cr2O3+2Al2Cr+Al2O3
(3)电解法:适用于活泼金属,电解熔融盐或氧化物,也可以电解铜、银盐溶液进行精炼。2Al2O3(熔融)4Al+3O2↑ 2NaCl(熔融)2Na+Cl2↑
2.铁的冶炼
(1)高炉炼铁
①原料:铁矿石、焦炭、石灰石等。
②设备:炼铁高炉。
③原理:高温下用还原剂将铁从其化合物中还原出来。
④冶炼过程
3.从铝土矿中提取铝的工艺流程及反应:
(1)工艺流程
(2)有关反应
①碱溶: Al2O3+2NaOH===2NaAlO2+H2O ;
②酸化: NaAlO2+CO2(过量)+2H2O===Al(OH)3↓+NaHCO3;
③灼烧:2Al(OH)3Al2O3+3H2O;
④电解:2Al2O3(熔融)4Al+3O2↑。
第二单元 探究铁及其化合物的转化
知识点1 铁及其化合物的性质
1.Fe的性质
物理性质
银白色,有金属光泽,有导热性和延展性,导电性弱(填“强”或“弱”)于铜和铝
化学性质
能与非
金属单
质反应
常温下,Fe在潮湿的空气中生锈,主要成分为Fe2O3;
在纯氧中点燃的化学方程式为3Fe+2O2Fe3O4;
在氯气中点燃的化学方程式为2Fe+3Cl22FeCl3
能与酸
反应
与盐酸反应的离子方程式为Fe+2H+===Fe2++H2↑
能与水
反应
与水蒸气高温下反应的化学方程式为3Fe+4H2O(g)Fe3O4+4H2
能与盐
反应
与CuSO4溶液反应的离子方程式为Fe+Cu2+===Fe2++Cu
2.铁的氧化物
化学式
FeO
Fe2O3
Fe3O4
俗名
—
铁红
磁性氧化铁
颜色状态
黑色粉末
红棕色粉末
黑色晶体
(有磁性)
溶解性
难溶于水
难溶于水
难溶于水
铁的化合价
+2
+3
+2,+3
稳定性
不稳定
稳定
稳定
与H+反
应的离子
方程式
FeO+2H+===
Fe2++H2O
Fe2O3+6H+===2Fe3++3H2O
Fe3O4+8H+===Fe2++2Fe3++4H2O
特殊转化
FeO在空气中受热,迅速被氧化为Fe3O4:6FeO+O22Fe3O4
3.Fe(OH)2和Fe(OH)3性质的比较
化学式
Fe(OH)2
Fe(OH)3
物质类别
二元弱碱
三元弱碱
颜色状态
白色固体
红褐色固体
溶解性
不溶于水
不溶于水
与非氧化性
强酸反应
Fe(OH)2+2H+===Fe2++2H2O
Fe(OH)3+3H+===Fe3++3H2O
稳定性
Fe(OH)2FeO+H2O(隔绝空气)
2Fe(OH)3Fe2O3+3H2O
4.Fe(OH)2制备的实验探究
实验
操作
实验
现象
①A试管中开始生成白色絮状沉淀,逐步变成灰绿色,最后变成红褐色沉淀。
②B试管中有白色絮状沉淀生成
实验
结论
在不同的反应条件下,FeSO4溶液与NaOH溶液反应的实验现象不同,得到的产物也不同
知识点2 Fe、Fe3+、Fe2+的转化
1.Fe只有还原性,可以被氧化成Fe2+或Fe3+。
(1)FeFe2+
(2)Fe―→Fe3O4
(3)FeFe3+
2Fe+3X22FeX3(X代表F、Cl、Br)
2.Fe2+既具有还原性又具有氧化性,可以被氧化为Fe3+,也可以被还原为Fe。
转化
Fe2+―→Fe3+
Fe2+―→Fe
试剂
强氧化剂:Cl2、Br2、H2O2、KMnO4、HNO3、HClO等
还原剂:C、Al、Zn、CO等
实例
2Fe2++Cl2===2Fe3++2Cl-
Fe2++Zn===Fe+Zn2+,FeO+COFe+CO2
3.Fe3+具有较强氧化性,可被还原为Fe或Fe2+。
转化
Fe3+―→Fe
Fe3+―→Fe2+
试剂
强还原剂:C、Zn、CO等
还原剂:Fe、Cu等
实例
Fe2O3+3CO2Fe+3CO2
2Fe3++Cu===2Fe2++Cu2+
4.“铁三角”转化关系
(1)0价铁、+2价铁、+3价铁在一定条件下可相互转化,被称之为“铁三角”转化关系。
(2)“铁三角”转化关系的应用
①判断离子共存
a.Fe3+与I-、S2