資源簡介

(共36張PPT)
2.5物質的轉化（第一課時）
項目背景
黃銅是由銅和鋅所組成的合金，可用于制造錢幣、樂器、獎章、工藝品、排水管、小五金件等。在利用黃銅制造各種物品的過程中，會產生大量的黃銅渣。黃銅渣的市場價格很低，又容易污染環境，因此將黃銅渣再生不僅可以生產有價產品，還能控制環境污染。
將黃銅渣轉化為銅、硫酸鋅等有價產品，需要利用物質的物理性質和化學性質，經過一系列的轉化、分離過程。
制作黃銅（鋅銅合金）工藝品的流程包括鋅礦和銅的高溫熔融、混合液澆筑、水中冷卻等流程，根據黃銅的制作工藝，猜測黃銅渣中可能存在的物質？
項目子任務：黃銅渣中物質的鑒別
猜測可能存在的物質 猜測的依據
Cu、Zn Cu、Zn有剩余
CuO、ZnO 高溫下與氧氣反應
Cu(OH)2、Zn(OH)2 CuO、ZnO與水反應
任務一：猜測黃銅渣中可能存在的物質
Mg
+
O2
點燃
MgO
2
2
Fe
+
O2
點燃
Fe3O4
3
2
Al
+
O2
Al2O3
4
3
2
金屬單質
+
氧氣
金屬氧化物
一、金屬氧化物
推測
Cu
+
O2
點燃
CuO
2
2
Zn
+
O2
點燃
ZnO
2
2
金屬單質+氧氣→金屬氧化物
金屬單質+非金屬單質→無氧酸鹽
其他一些金屬與非金屬也可以發生反應
金屬單質
+
非金屬單質
化合物
二、堿
二、堿
CaO
+
H2O
Ca(OH)2
2
推測
CuO
+
H2O
Cu(OH)2
2
ZnO
+
H2O
Zn(OH)2
2
說明 不是所有的金屬氧化物都能和水反應；可溶性堿對應的金屬氧化物能和水直接化合，如 、 、 、 ；不溶性堿對應的金屬氧化物不能和水化合生成堿，如 、ZnO、 等。
任務二：鑒別黃銅渣中存在的物質
黃銅渣中主要的物質是Cu、Zn、CuO、ZnO，如何利用物理化學性質鑒別黃銅渣中的物質？
物質 類別 物理性質 化學性質
Cu 金屬單質 紅色固體 氫之后的不活潑金屬
Zn 銀白色略帶淡藍色金屬 氫之前的活潑金屬
CuO 金屬氧化物 黑色固體 與酸反應
ZnO 白色粉末 與酸反應
項目小結
2.5物質的轉化（第二課時）
在自然界中，僅有少數金屬是以游離態（即單質）的形式存在。
黃金礦（游離態）
金屬銀（游離態）
在自然界中，多數金屬是以化合態的形式存在。
赤鐵礦
（主要成分Fe2O3）
方鉛礦（主要成分PbS）
孔雀石[主要成
分Cu2(OH)2CO3 ]
金屬冶煉就是要把金屬從化合態變成游離態。
方鉛礦（主要成分PbS）
孔雀石[主要成分Cu2(OH)2CO3]
Fe
Pb
Cu
金屬的冶煉
赤鐵礦石（主要成分Fe2O3）
化合態金屬
游離態金屬
任務一：尋找合適的還原劑，嘗試寫出化學反應方程式
1.常用的金屬冶煉方法是讓碳與金屬氧化物在高溫下反應，碳能奪取金屬氧化物中的氧，從而得到金屬單質。
2.熾熱的炭能在高溫條件下與二氧化碳反應，生成一氧化碳。一氧化碳也會奪取金屬氧化物中的氧，產生游離態的金屬單質。
3.氫氣也能將金屬氧化物變成游離態金屬。
資料卡片
項目子任務：將CuO還原成Cu
C ＋ 2CuO===2Cu ＋ CO2↑
高溫
C ＋ CO2 == 2CO
高溫
CO ＋ CuO==Cu ＋ CO2

H2 ＋ CuO==Cu ＋H2O
1.觀察氧化銅的顏色：__________。
黑色粉末
甲
2.選擇氫氣還原氧化銅的發生裝置：__________.
乙
丙
甲
實驗現象
裝置要求
操作要求
黑色的氧化銅變紅色、試管口出現水珠
實驗裝置要求的試管口為什么要略向下傾斜？
防止反應生成的水倒流。
導氣管要伸到試管底部上方，目的是什么？
加熱前試管內氧化銅的放置有什么要求？
在氫氣還原氧化銅的實驗開始時，要先通氫氣，后加熱。
實驗停止后，繼續通入氫氣，直到冷卻。
【實驗反思】
排盡試管中的空氣，使氫氣與氧化銅充分接觸。
氧化銅平鋪在試管底部，能與氫氣充分接觸。
排盡裝置內空氣，防止氫氣與空氣混合，加熱時發生爆炸。
防止灼熱的銅重新被空氣中氧氣所氧化。
請從下列三個化學反應中找出還原劑。
C ＋ 2CuO == 2Cu ＋ CO2↑
高溫
CO ＋ CuO == Cu ＋ CO2

H2 ＋ CuO == Cu ＋H2O
還原性是具有從含氧化合物里奪取氧的能力。還原劑是具有還原性的物質。
【分析歸納】
任務二：計算純度
100噸含CuO的質量分數為5%的黃銅渣中，可提煉出含銅質量分數為80%的銅粉多少噸？
H2 ＋ CuO==Cu ＋H2O
100噸含CuO的質量分數為5%的黃銅渣中，可提煉出含銅質量分數為80%的銅粉多少噸？
H2 ＋ CuO==Cu ＋H2O
80 64
解：設可提煉出含銅質量分數為80%的銅粉的質量為x
100噸×5% x×80%
80:64=(100噸×5%): (x×80%)
x= 100噸×5%×64/（80×80%)=5噸
也可以根據化學式直接求解
解：黃銅渣中含CuO的質量mCuO=100噸×5%=5噸
因為CuO中含有Cu的質量為mCu可得
Cu：CuO=mCu:5噸
所以mCu=5噸×Cu/CuO=5噸×64/80=4噸
m銅粉=4噸/80%=5噸
答：提煉出的銅粉的質量為5噸。
100噸含CuO的質量分數為5%的黃銅渣中，可提煉出含銅質量分數為80%的銅粉多少噸？
項目小結
2.5物質的轉化（第三課時）
項目子任務三：設計方案，從黃銅渣中提取硫酸鋅和金屬銅）
實驗儀器：依據實驗方案自行選擇
實驗藥品：黃銅樣品（含Zn 6.5%、ZnO 32.4%、Cu 50%、CuO 8%,其余均為雜質）、Zn、Fe、
鹽酸、硫酸、氫氧化鈉溶液、硫酸銅溶液、硫酸鋅溶液。
實驗方案：用流程圖表示實驗方案
表1 項目成果評價表
指標 優秀 良好 待改進
環保 原料既無毒也無污染 原料無毒、無污染滿足其中一項 原料有毒且有污染
能源 反應在常溫下就能進行，且反應速率較快 反應在加熱狀態下才能進行，且反應速率較快 反應在加熱狀態下才能進行，且反應速率較慢
控制 反應不需要關注藥品用量的問題，且分離提純方便 反應需要關注藥品用量的問題，且分離提純方便
反應需要關注藥品用量的問題，且分離提純不方便
項目子任務三：設計方案，從黃銅渣中提取硫酸鋅和金屬銅）
實驗儀器：依據實驗方案自行選擇
實驗藥品：黃銅樣品（含Zn 6.5%、ZnO 32.4%、Cu 50%、CuO 8%,其余均為雜質）、Zn、Fe、
鹽酸、硫酸、氫氧化鈉溶液、硫酸銅溶液、硫酸鋅溶液。
實驗方案：用流程圖表示實驗方案
討論：（1）根據方案甲，為了解最終可得到金屬銅的質量，需測量的數據是 ▲ （填“a”、“b”
或“c”）
（2） 根據方案乙，若稱取10g黃銅（含Zn 6.5%、ZnO 32.4%、Cu 50%、CuO 8%,其余均為雜
質）樣品進行實驗，最多可以得到金屬銅的質量是多少？（結果保留一位小數）
(3) 如果最終實驗得到金屬銅的質量比理論值偏大，請分析可能原因。
（2） 根據方案乙，若稱取10g黃銅（含Zn 6.5%、ZnO 32.4%、Cu 50%、CuO 8%,其余均為雜質）樣品進行實驗，最多可以得到金屬銅的質量是多少？（結果保留一位小數）
CuO+H2SO4=CuSO4+H2O
Zn+CuSO4=ZnSO4+Cu
MCu=10g×50%=5g
80 160 160 64
0.8g x 1.6 y
解：設反應得到的CuSO4的質量為x,Cu的質量為y
解得x=1.6g
解得y=0.64g
MCu=5g+0.64g=5.6g
80 = 160 160 = 64
0.8g x 1.6 y
討論：（1）根據方案甲，為了解最終可得到金屬銅的質量，需測量的數據是 ▲ （填“a”、“b”
或“c”）
（2） 根據方案乙，若稱取10g黃銅（含Zn 6.5%、ZnO 32.4%、Cu 50%、CuO 8%,其余均為雜
質）樣品進行實驗，最多可以得到金屬銅的質量是多少？（結果保留一位小數）
(3) 如果最終實驗得到金屬銅的質量比理論值偏大，請分析可能原因。
項目評價：兩組同學分別設計了甲乙兩種實驗流程，結合項目評價量表內容，請
分析兩組方案的優缺點，并提出合適的改進方法。
指標 優秀 良好 待改進
環保 原料既無毒也無污染 原料無毒、無污染滿足其中一項 原料有毒且有污染
能源 反應在常溫下就能進行，且反應速率較快 反應在加熱狀態下才能進行，且反應速率較快 反應在加熱狀態下才能進行，且反應速率較慢
控制 反應不需要關注藥品用量的問題，且分離提純方便 反應需要關注藥品用量的問題，且分離提純方便
反應需要關注藥品用量的問題，且分離提純不方便
實驗記錄：根據修訂、完善后的實驗方案實施實驗，并記錄實驗過程和現象。
實驗過程 實驗現象
討論：（1）實驗過程遇到了哪些問題？是如何解決的？
（2）上述方案用到了哪些物質分離、提純的方法？分離提純基本思路是什么？
（3）通過本次項目活動，請總結物質間相互轉化的規律，作出思維導圖。
項目小結）

展開更多......

收起↑