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2.5物质的转化（第一课时）
项目背景
黄铜是由铜和锌所组成的合金，可用于制造钱币、乐器、奖章、工艺品、排水管、小五金件等。在利用黄铜制造各种物品的过程中，会产生大量的黄铜渣。黄铜渣的市场价格很低，又容易污染环境，因此将黄铜渣再生不仅可以生产有价产品，还能控制环境污染。
将黄铜渣转化为铜、硫酸锌等有价产品，需要利用物质的物理性质和化学性质，经过一系列的转化、分离过程。
制作黄铜（锌铜合金）工艺品的流程包括锌矿和铜的高温熔融、混合液浇筑、水中冷却等流程，根据黄铜的制作工艺，猜测黄铜渣中可能存在的物质？
项目子任务：黄铜渣中物质的鉴别
猜测可能存在的物质 猜测的依据
Cu、Zn Cu、Zn有剩余
CuO、ZnO 高温下与氧气反应
Cu(OH)2、Zn(OH)2 CuO、ZnO与水反应
任务一：猜测黄铜渣中可能存在的物质
Mg
+
O2
点燃
MgO
2
2
Fe
+
O2
点燃
Fe3O4
3
2
Al
+
O2
Al2O3
4
3
2
金属单质
+
氧气
金属氧化物
一、金属氧化物
推测
Cu
+
O2
点燃
CuO
2
2
Zn
+
O2
点燃
ZnO
2
2
金属单质+氧气→金属氧化物
金属单质+非金属单质→无氧酸盐
其他一些金属与非金属也可以发生反应
金属单质
+
非金属单质
化合物
二、碱
二、碱
CaO
+
H2O
Ca(OH)2
2
推测
CuO
+
H2O
Cu(OH)2
2
ZnO
+
H2O
Zn(OH)2
2
说明 不是所有的金属氧化物都能和水反应；可溶性碱对应的金属氧化物能和水直接化合，如 、 、 、 ；不溶性碱对应的金属氧化物不能和水化合生成碱，如 、ZnO、 等。
任务二：鉴别黄铜渣中存在的物质
黄铜渣中主要的物质是Cu、Zn、CuO、ZnO，如何利用物理化学性质鉴别黄铜渣中的物质？
物质 类别 物理性质 化学性质
Cu 金属单质 红色固体 氢之后的不活泼金属
Zn 银白色略带淡蓝色金属 氢之前的活泼金属
CuO 金属氧化物 黑色固体 与酸反应
ZnO 白色粉末 与酸反应
项目小结
2.5物质的转化（第二课时）
在自然界中，仅有少数金属是以游离态（即单质）的形式存在。
黄金矿（游离态）
金属银（游离态）
在自然界中，多数金属是以化合态的形式存在。
赤铁矿
（主要成分Fe2O3）
方铅矿（主要成分PbS）
孔雀石[主要成
分Cu2(OH)2CO3 ]
金属冶炼就是要把金属从化合态变成游离态。
方铅矿（主要成分PbS）
孔雀石[主要成分Cu2(OH)2CO3]
Fe
Pb
Cu
金属的冶炼
赤铁矿石（主要成分Fe2O3）
化合态金属
游离态金属
任务一：寻找合适的还原剂，尝试写出化学反应方程式
1.常用的金属冶炼方法是让碳与金属氧化物在高温下反应，碳能夺取金属氧化物中的氧，从而得到金属单质。
2.炽热的炭能在高温条件下与二氧化碳反应，生成一氧化碳。一氧化碳也会夺取金属氧化物中的氧，产生游离态的金属单质。
3.氢气也能将金属氧化物变成游离态金属。
资料卡片
项目子任务：将CuO还原成Cu
C ＋ 2CuO===2Cu ＋ CO2↑
高温
C ＋ CO2 == 2CO
高温
CO ＋ CuO==Cu ＋ CO2

H2 ＋ CuO==Cu ＋H2O
1.观察氧化铜的颜色：__________。
黑色粉末
甲
2.选择氢气还原氧化铜的发生装置：__________.
乙
丙
甲
实验现象
装置要求
操作要求
黑色的氧化铜变红色、试管口出现水珠
实验装置要求的试管口为什么要略向下倾斜？
防止反应生成的水倒流。
导气管要伸到试管底部上方，目的是什么？
加热前试管内氧化铜的放置有什么要求？
在氢气还原氧化铜的实验开始时，要先通氢气，后加热。
实验停止后，继续通入氢气，直到冷却。
【实验反思】
排尽试管中的空气，使氢气与氧化铜充分接触。
氧化铜平铺在试管底部，能与氢气充分接触。
排尽装置内空气，防止氢气与空气混合，加热时发生爆炸。
防止灼热的铜重新被空气中氧气所氧化。
请从下列三个化学反应中找出还原剂。
C ＋ 2CuO == 2Cu ＋ CO2↑
高温
CO ＋ CuO == Cu ＋ CO2

H2 ＋ CuO == Cu ＋H2O
还原性是具有从含氧化合物里夺取氧的能力。还原剂是具有还原性的物质。
【分析归纳】
任务二：计算纯度
100吨含CuO的质量分数为5%的黄铜渣中，可提炼出含铜质量分数为80%的铜粉多少吨？
H2 ＋ CuO==Cu ＋H2O
100吨含CuO的质量分数为5%的黄铜渣中，可提炼出含铜质量分数为80%的铜粉多少吨？
H2 ＋ CuO==Cu ＋H2O
80 64
解：设可提炼出含铜质量分数为80%的铜粉的质量为x
100吨×5% x×80%
80:64=(100吨×5%): (x×80%)
x= 100吨×5%×64/（80×80%)=5吨
也可以根据化学式直接求解
解：黄铜渣中含CuO的质量mCuO=100吨×5%=5吨
因为CuO中含有Cu的质量为mCu可得
Cu：CuO=mCu:5吨
所以mCu=5吨×Cu/CuO=5吨×64/80=4吨
m铜粉=4吨/80%=5吨
答：提炼出的铜粉的质量为5吨。
100吨含CuO的质量分数为5%的黄铜渣中，可提炼出含铜质量分数为80%的铜粉多少吨？
项目小结
2.5物质的转化（第三课时）
项目子任务三：设计方案，从黄铜渣中提取硫酸锌和金属铜）
实验仪器：依据实验方案自行选择
实验药品：黄铜样品（含Zn 6.5%、ZnO 32.4%、Cu 50%、CuO 8%,其余均为杂质）、Zn、Fe、
盐酸、硫酸、氢氧化钠溶液、硫酸铜溶液、硫酸锌溶液。
实验方案：用流程图表示实验方案
表1 项目成果评价表
指标 优秀 良好 待改进
环保 原料既无毒也无污染 原料无毒、无污染满足其中一项 原料有毒且有污染
能源 反应在常温下就能进行，且反应速率较快 反应在加热状态下才能进行，且反应速率较快 反应在加热状态下才能进行，且反应速率较慢
控制 反应不需要关注药品用量的问题，且分离提纯方便 反应需要关注药品用量的问题，且分离提纯方便
反应需要关注药品用量的问题，且分离提纯不方便
项目子任务三：设计方案，从黄铜渣中提取硫酸锌和金属铜）
实验仪器：依据实验方案自行选择
实验药品：黄铜样品（含Zn 6.5%、ZnO 32.4%、Cu 50%、CuO 8%,其余均为杂质）、Zn、Fe、
盐酸、硫酸、氢氧化钠溶液、硫酸铜溶液、硫酸锌溶液。
实验方案：用流程图表示实验方案
讨论：（1）根据方案甲，为了解最终可得到金属铜的质量，需测量的数据是 ▲ （填“a”、“b”
或“c”）
（2） 根据方案乙，若称取10g黄铜（含Zn 6.5%、ZnO 32.4%、Cu 50%、CuO 8%,其余均为杂
质）样品进行实验，最多可以得到金属铜的质量是多少？（结果保留一位小数）
(3) 如果最终实验得到金属铜的质量比理论值偏大，请分析可能原因。
（2） 根据方案乙，若称取10g黄铜（含Zn 6.5%、ZnO 32.4%、Cu 50%、CuO 8%,其余均为杂质）样品进行实验，最多可以得到金属铜的质量是多少？（结果保留一位小数）
CuO+H2SO4=CuSO4+H2O
Zn+CuSO4=ZnSO4+Cu
MCu=10g×50%=5g
80 160 160 64
0.8g x 1.6 y
解：设反应得到的CuSO4的质量为x,Cu的质量为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
讨论：（1）根据方案甲，为了解最终可得到金属铜的质量，需测量的数据是 ▲ （填“a”、“b”
或“c”）
（2） 根据方案乙，若称取10g黄铜（含Zn 6.5%、ZnO 32.4%、Cu 50%、CuO 8%,其余均为杂
质）样品进行实验，最多可以得到金属铜的质量是多少？（结果保留一位小数）
(3) 如果最终实验得到金属铜的质量比理论值偏大，请分析可能原因。
项目评价：两组同学分别设计了甲乙两种实验流程，结合项目评价量表内容，请
分析两组方案的优缺点，并提出合适的改进方法。
指标 优秀 良好 待改进
环保 原料既无毒也无污染 原料无毒、无污染满足其中一项 原料有毒且有污染
能源 反应在常温下就能进行，且反应速率较快 反应在加热状态下才能进行，且反应速率较快 反应在加热状态下才能进行，且反应速率较慢
控制 反应不需要关注药品用量的问题，且分离提纯方便 反应需要关注药品用量的问题，且分离提纯方便
反应需要关注药品用量的问题，且分离提纯不方便
实验记录：根据修订、完善后的实验方案实施实验，并记录实验过程和现象。
实验过程 实验现象
讨论：（1）实验过程遇到了哪些问题？是如何解决的？
（2）上述方案用到了哪些物质分离、提纯的方法？分离提纯基本思路是什么？
（3）通过本次项目活动，请总结物质间相互转化的规律，作出思维导图。
项目小结）

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