第三单元金属 探究金属铜的冶炼原理学案 第一课时

探究金属铜的冶炼原理 第一课时
学习目标：
1. 知识与技能：明确选择制取物质的方案和一般思路。知道制取物质是化学学习的重要内容。
2.过程与方法：通过实验设计掌握制取方法和熟练基本操作。培养学生综合探究能力和创新精神。
3.情感态度与价值观目标：了解金属冶炼和发展的相关知识。培养爱国情操，增强富国强民责任感
知识导学:
1.方案设计:以Cu2(OH)2CO3为原料制备金属铜
资料补充：碱式碳酸铜是一种绿色的不溶于水的固体,受热易 发生分解反应,也能与酸反应.
Cu2(OH)2CO3===2CuO+CO2 +H2O
Cu2(OH)2CO3+4HCl===2CuCl2+CO2 ↑+3H2O
金属单质的制备方法:
(1)金属与盐溶液反应: Fe+CuCl2===FeCl2+Cu
(2)还原金属氧化物: CuO+H2=== Cu+H2O
(3)电解金属氯化物: CuCl2 === Cu+Cl2 ↑
方案一及方程式：
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方案二及方程式：
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方案三及方程式：
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2.还原法制铜分几步？分别用到哪些仪器？注意事项有哪些？设计的反应原理是什么？
第一步
第二步：
第三步：
怎样检验氢气的纯度？_______________________________________________________
为什么向试管里通入一段时间氢气？______________________________
为什么继续通入氢气至试管冷却？____________________________________
物质制备的一般思路___________________________________________________________
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强化训练：（2006·山东济南）商代的司母戊方鼎标志着我国在3000多年前青器铸造已达到一个较高的水平。西汉时期，我国首开“湿法炼铜”之先河，西汉刘安所著的《淮南万毕术》中已有“曾青得铁化为铜”的记载。试回答下列问题；
（1）青铜属于 （填“单质”、“化合物”、
“高分子材料”、“合金”“复合材料”、中之一）
（2）“湿法炼铜”的原理可用一个化学方程式表示为：
（3）上述化学反应属于 反应。
2．生活中废弃的铝质易拉罐、破铁锅、废铜线等可归为一类加以回收，它们属于 ( )
A．有机物 B．金属或合金 C．氧化物 D．非金属
3.铜陵被誉为我国的“铜都”。右图是铜陵工艺品中著名的四喜娃娃，它是用纯铜或黄铜（铜锌合金）等原料制成的。学校研究性学习小组分别从不同地点找到了用这种原料制备的四喜娃娃以及用于实验的纯铜片和黄铜片，并进行了相关的探究。
⑴怎样用化学方法区分纯铜和黄铜？ 。
⑵他们通过查阅相关资料得知，金属铜长时间放置在空气中，能够和空气中氧气等物质发生化学反应，生成铜绿[Cu2(OH)2CO3]。请你根据铜绿的组成推断，黄铜变成铜绿时，除了空气中的氧气外，还有
和 两种物质也参加了反应。
⑶消化发现黄铜四喜娃娃身上的锈斑比纯铜的多，于是得出结论：黄铜比纯铜更容易生锈。他的这种推理方法是否合理？ 。你的理由是 。
4.（10梧州49）．（9分）
梧州市某中学化学趣兴小组按照课本实验方法（如图19甲），做木炭与氧化铜反应实验时，发现很难观察到紫红色铜的生成，却往往有暗红色固体出现。他们决定对这个实验进行探究和改进。
【提出问题】暗红色的固体是什么？如何选择合适的条件，使木炭还原氧化铜的实验现象更明显？
【查阅资料】铜有+1和+2两种化合价，通常情况下，氧的化合价为-2，碳的化合价为+4或-4。
【猜想与假设】
（1）同学们认为这种暗红色固体可能是一种化合物，并猜测它的化学式为 。
（2）同学们还认为，通过改变反应物的状态、质量比，以及反应装置，可以使该实验现象更加明显，减少出现暗红色固体的情况。
【分析与交流】
（1）小吴建议用超细炭粉与氧化铜粉末进行实验。你认为这样建议的原理是 。
（2）小周建议用图19的乙装置替代甲装置。与甲相比较，乙装置中将试管直立放
置的作用是 。
（3）对下列三种氧化铜和碳的质量比例，小施建议选择 (填选项序号)的比例。
A. 32︰3 B. 40︰3 C. 48︰3
你认为小施这样选择的理由是 。
【实验与结论】
同学们决定按改进后的方案进行实验，他们在检验了乙装置的 后，往试管中加入已干燥的药品并开始加热，当看到澄清的石灰水刚出现浑浊时， （填“可以”或“不能”）确定氧化铜和炭粉已经开始反应。
不久，即可看到试管底部变红热，停止加热后，仍能看到红热现象，并沿试管底部自下而上蔓延，这个现象说明该反应是 （填“吸”或“放”）热反应。
待反应结束，先将导气管从石灰水中取出，然后关闭止水夹，让产物自然冷却。若不关闭止水夹，可能出现的问题是 。
待产物冷却后，同学们终于找到了期待已久的紫红色铜珠，实验获得了圆满成功。
5.（2010·湖北省黄冈市，38）以下是实验室常用部分仪器：
（1） 指出图中仪器的名称：④ ；
（2） 小李同学选择仪器制取并收集氧气，已知他使用了仪器①③⑤⑥，那么他还需要使用上图仪器中的 （填序号）；该发生装置检查气密性的方法是：把导管的一端浸在水里，用手紧贴试管外壁，若导管口有 ，则说明该装置不漏气。
（3）小张同学正在收集一瓶CO2, 不知是否收集满了，其验满方法是 。
（4）某兴趣小组选用上述仪器，用锌粒和稀硫酸制氢气，锌粒反应完后，发现还有较多的灰黑色固体物质，从反应后的混合物中分离得到该灰黑色固体的操作方法是 。
【提出问题】灰黑色固体物质的成分是什么呢？
【提出猜想】①可能含有单质碳；②可能含有单质铜；③可能还有其它物质
【设计实验】请设计实验用化学方法证明该灰黑色固体物质中是否含有单质碳和单质铜。完成下表（不一定要填满）：
步骤 实 验 方 法 现 象 和 结 论
1
2
3
【反思讨论】上述各步反应完全后，兴趣小组的同学还收集到了少量剩余黑色固体物质，为了进一步探究剩余固体物质的成分，兴趣小组的同学讨论后，认为用初中化学知识无法解决，你对下一步的探究学习活动的合理建议是：首先 。
4．（9分）
【猜想与假设】
Cu2O （Cu4C、Cu2C等其他合理答案同样给分）
【分析与交流】
（1）这是固体反应物间的反应，使用颗粒更小的反应物，可以增加表面积，有利于反应
的进行。
（2）有利于集中加热，获得持续高温。
（3） A 反应中炭粉会与试管内的氧气反应而部分消耗，故稍过量的炭粉有利于反应
的进行。
【实验与结论】
5.【答案】（1）长颈漏斗 （2）⑧⑨；气泡冒出，松开手后水进入导管形成液柱。
（3）将燃着的木条平放到集气瓶口，若木条熄灭，证明CO2已收满。（4）过滤
【设计实验】步骤1．将灰黑色固体充分灼烧，再将生成的气体通入澄清石灰水中；石灰水变浑浊，证明灰黑色固体中含单质碳，否则不含单质碳。
步骤2．向灼烧后的固体中加稀硫酸 ；溶液变蓝色，证明灰黑色固体中含单质铜，否则不含单质铜。
【反思】询问老师或查阅资料或上网查询等。
说明：其他合理答案参照给分。
气密性 不能 放 空气会进入反应的试管中，使生成的依然灼热的铜重新被氧化。
止水夹
澄清的
石灰水
C+CuO
C+CuO
澄清的
石灰水
乙
甲
图19
① ② ③ ④ ⑤ ⑥ ⑦ ⑧ ⑨
双孔