25物质的转化.pptx

2.5 物质的转化物质的转化（三（三）金属的冶炼）金属的冶炼非金属非金属单质单质金属金属单质单质非金属非金属氧化物氧化物金金 属属氧化物氧化物酸酸碱碱盐盐盐盐回顾非金属和金属的纵向转变规律回顾非金属和金属的纵向转变规律孔雀石孔雀石 主要成分主要成分CuCu2 2(OH)(OH)2 2COCO3 3 赤铁矿石赤铁矿石(主要成分主要成分FeFe2 2O O3 3)方铅矿方铅矿(主要主要成分成分PbS)PbS)自自然然界界金金属属元元素素大大多多以以化化合合态态存存在在,而而日日常常生生活活用用的的绝绝大大多多数数是是游游离离态态金金属属单单质质,哪哪么么如如何何使使金金属属元元素素由由化化合合态态转转化化为为游游离离态态呢呢?金属金属单质单质金金 属属氧化物氧化物金属的冶炼金属的冶炼化合态化合态游离态游离态常用的方法是用常用的方法是用还原剂还原剂在高温下反应在高温下反应,夺夺取取金属氧化物中的金属氧化物中的氧元素氧元素,得到金属单质得到金属单质信息信息资料资料具有夺取氧元素的能力的物质具有夺取氧元素的能力的物质,初中常初中常见的还原剂有见的还原剂有碳、氢气、一氧化碳碳、氢气、一氧化碳还原剂还原剂还原性还原性还原剂具有的这种能具有夺取氧元素还原剂具有的这种能具有夺取氧元素的能力的能力注意注意金属的冶炼，一般先将其转化成金属氧化物金属的冶炼，一般先将其转化成金属氧化物铜铜在自然界中主要以在自然界中主要以孔雀石孔雀石CuCu2 2(OH)(OH)2 2COCO3 3的形式存在的形式存在 Cu Cu2 2(OH)(OH)2 2COCO3 3CuOCuOCuCu炼铜炼铜思路思路:1.1.观察孔雀石观察孔雀石(主要成份为碱式碳酸铜主要成份为碱式碳酸铜)的颜色的颜色:_.:_.2.2.加热时在试管壁出现水珠，放出一种是澄清加热时在试管壁出现水珠，放出一种是澄清石灰水变浑浊的气体，生成一种黑色固体。请石灰水变浑浊的气体，生成一种黑色固体。请写出上述实验的化学方程式写出上述实验的化学方程式:绿色固体绿色固体CuCu2 2(OH)(OH)2 2COCO3 3=2CuO+H=2CuO+H2 2OCOO+CO2 2一、孔雀石受热分解一、孔雀石受热分解装置上注意装置上注意:1.1.试管口略向下倾斜。试管口略向下倾斜。2.2.导管要伸到试管底部。导管要伸到试管底部。现象现象:黑色粉末变红黑色粉末变红,试管口有水珠试管口有水珠.操作操作:停氢停氢通氢通氢点灯点灯熄灯熄灯装装CuO CuO 固定试管固定试管氢气验纯氢气验纯通氢气通氢气停止加热停止加热 继续继续通氢气通氢气至试管冷却至试管冷却 停止通氢气停止通氢气 加热加热CuOCuOH H2 2+CuO =Cu+H+CuO =Cu+H2 2O O3.3.化学方程式化学方程式:二、氢气还原氧化铜二、氢气还原氧化铜思考：思考：1.1.氢气还原氧化铜，为什么试管口要略向下倾斜？氢气还原氧化铜，为什么试管口要略向下倾斜？2.2.导管为什么要伸到试管底部导管为什么要伸到试管底部?3.3.在实验前氢气为什么要验纯？在实验前氢气为什么要验纯？4.4.实验开始时，为什么要先通氢气后加热？实验开始时，为什么要先通氢气后加热？5.5.实验结束后，为什么要先停止加热后停止通氢气？实验结束后，为什么要先停止加热后停止通氢气？防止生成的水倒流，使试管破裂防止生成的水倒流，使试管破裂防止氢气和空气混合加热时试管炸裂防止氢气和空气混合加热时试管炸裂防止灼热的铜被空气中的氧气重新氧化成氧化铜防止灼热的铜被空气中的氧气重新氧化成氧化铜让氢气与氧化铜充分接触让氢气与氧化铜充分接触防氢气不纯因加热而爆炸防氢气不纯因加热而爆炸 实验要点：开始时先通氢气后加热，实验要点：开始时先通氢气后加热，结束时先停止加热后停止通氢气，即结束时先停止加热后停止通氢气，即:通气通气加热加热停热停热停气。停气。特点特点固固加热型固固加热型试管口略向下试管口略向下高温加热可以改用酒高温加热可以改用酒精喷灯或用金属罩套精喷灯或用金属罩套在酒精灯上方集中火在酒精灯上方集中火焰提高温度焰提高温度现象现象 色固体逐渐变成色固体逐渐变成 色色,澄清石灰水变澄清石灰水变 .黑黑红红浑浊浑浊操作操作反应后应先将导管从石灰水中取出反应后应先将导管从石灰水中取出,再移去酒精灯再移去酒精灯目的目的防止试管降温气压减小防止试管降温气压减小,使石灰水倒吸导致试管炸裂使石灰水倒吸导致试管炸裂三、碳还原氧化铜三、碳还原氧化铜化学方程式化学方程式C+2CuO=2Cu+COC+2CuO=2Cu+CO2 2 高温高温碳碳还还可可以以在在高高温温下下与与二二氧氧化化碳碳反反应应(夺取其中的氧夺取其中的氧),),生成一氧化碳生成一氧化碳拓展拓展思考思考如何除去一氧化碳中混有的少量二氧化碳？如何除去一氧化碳中混有的少量二氧化碳？干燥的干燥的COCOC+COC+CO2 2=2CO=2CO(含有含有COCO2 2)COCO有毒有毒,通风橱中进行通风橱中进行,尾气处理尾气处理.用燃烧法把有毒的用燃烧法把有毒的COCO转化为无毒的转化为无毒的COCO2 2,防止污防止污染空气染空气,引起中毒引起中毒;或用气或用气囊收集进行再利用囊收集进行再利用.1.1.先通一氧化碳以排尽空气防止爆炸先通一氧化碳以排尽空气防止爆炸.3.3.第二只酒精灯应该先点燃第二只酒精灯应该先点燃,确保确保COCO不污染空气不污染空气.操作操作:四、四、一氧化碳还原一氧化碳还原 氧化铜氧化铜2.2.尾气验纯尾气验纯4.4.结束时结束时,先熄灭第一只酒精灯先熄灭第一只酒精灯通通COCO至试管冷至试管冷却却停通停通CO CO 熄灭第二只酒精灯熄灭第二只酒精灯先来先来后走后走,后来后来先走先走1.1.分别写出分别写出H H2 2、C C、COCO还原氧化铜的化学方程式还原氧化铜的化学方程式,并指出反应类型。并指出反应类型。氢气氢气 +金属氧化物金属氧化物金属金属 +水水碳碳+金属氧化物金属氧化物金属金属+二氧化碳二氧化碳一氧化碳一氧化碳+金属氧化物金属氧化物金属金属+二氧化碳二氧化碳练一练：练一练：H H2 2+CuO =Cu+H+CuO =Cu+H2 2O OC+2CuO=2Cu+COC+2CuO=2Cu+CO2 2 高温高温CO+CuO=Cu+COCO+CuO=Cu+CO2 2 置换反应置换反应比一比，议一议：比一比，议一议：三个装置的不同点和实验要求三个装置的不同点和实验要求1.1.三个装置都要加热；三个装置都要加热；B B、C C装置中澄清石灰水的作用都装置中澄清石灰水的作用都为检验反应产物。为检验反应产物。2.A2.A、B B装置要求试管口略向下倾斜，装置要求试管口略向下倾斜，C C装置要求两端封装置要求两端封闭闭（原因：（原因：COCO有毒）有毒）。3.C3.C装置有尾气的处理。装置有尾气的处理。（原因：（原因：COCO有毒。有毒。处理方法：燃烧法或袋装收集法。）处理方法：燃烧法或袋装收集法。）A AB BC C碳及其氧化物的三角转化关系碳及其氧化物的三角转化关系:C CCOCOCOCO2 2O O2 2（不足不足）O O2 2（充足充足）CuOCuO等等O O2 2、CuOCuO等等C C金属冶炼的原理金属冶炼的原理:与还原剂共热与还原剂共热C C、H H2 2、COCO金属金属氧化物氧化物游离游离态金属态金属1.1.还原法还原法(火法炼金火法炼金)2.2.置换法置换法(湿法炼金湿法炼金)活泼金属活泼金属比盐中金属活泼比盐中金属活泼金属金属盐溶液盐溶液游离游离态金属态金属如如:湿法炼铜的原理湿法炼铜的原理:Fe+CuSOFe+CuSO4 4=FeSO=FeSO4 4+Cu+Cu阅读课本p62例：100吨含氧化铁的质量分数为85%的铁矿石中，可提炼出含铁的质量分数为96%的生铁多少吨?现有氧化铜样品10g，与氢气充分反应后，与无水硫酸铜粉末相连，发现无水硫酸铜粉末其总质量从38g变成了39.8g。问：该样品的纯度。1.1.下列反应中是置换反应的是下列反应中是置换反应的是 ()()A.CuO+CO=Cu+CO A.CuO+CO=Cu+CO2 2 B.B.C.Fe C.Fe3 3O O4 4+4CO=3Fe+4CO+4CO=3Fe+4CO2 2 D.Fe D.Fe2 2O O3 3+3CO=2Fe+3CO+3CO=2Fe+3CO2 22.2.由下列实验现象可知由下列实验现象可知,黑色粉末是黑色粉末是()()A.CuO B.C C.CuOA.CuO B.C C.CuO和和C D.FeC D.Fe2 2O O3 3和和C CB BC CC+2CuO=2Cu+COC+2CuO=2Cu+CO2 2高温高温3.3.以以CuOCuO、FeFe、H H2 2SOSO4 4为原料用两种方法制为原料用两种方法制取铜取铜,并比较优缺点。并比较优缺点。火法炼铜火法炼铜(商代商代):Fe+H):Fe+H2 2SOSO4 4=FeSO=FeSO4 4+H+H2 2 H H2 2+CuO=Cu+H+CuO=Cu+H2 2O O 湿法炼铜湿法炼铜(西汉西汉):CuO+H):CuO+H2 2SOSO4 4=CuSO=CuSO4 4+H+H2 2O O CuSOCuSO4 4+Fe=FeSO+Fe=FeSO4 4+Cu+Cu优点：优点：比比好好:安全、不需加热、操作简单、安全、不需加热、操作简单、节约节约FeFe、H H2 2SOSO4 4原料原料;缺点：缺点：但但制得的铜不纯制得的铜不纯,含少量铁。含少量铁。64646464808080802 2221521529898565698981601601601605656152152