3.2.1从自然界获取铁和铜
2017-2018学年高中化学三维设计江苏专版必修一讲义：专题3 第二单元 第一课时 从自然界获取铁和铜
铁、铜的冶炼1．铁、铜的存在铁、铜在自然界中主要以化合态的形式存在。
(1)铁矿有磁铁矿(主要成分为Fe 3O 4)、赤铁矿(主要成分为Fe 2O 3)等。
(2)铜矿有黄铜矿(主要成分为CuFeS 2)、孔雀石[主要成分为CuCO 3·Cu(OH)2]等。
2．铁、铜的早期获取人们最早利用的单质铁和单质铜均直接来自于自然界。
所不同的是铁单质只存在于从天而降的陨铁中，所以古代人称铁为“天石”，而铜则来自于地球上自然存在的少量单质铜。
3．铁的冶炼 (1)设备：炼铁高炉。
(2)原料：铁矿石、焦炭、空气、石灰石等。
(3)主要反应①还原剂的生成。
a.生成CO 2：C ＋O 2高温,CO 2， b 生成CO ：CO 2＋C 高温,2CO 。
②铁的生成：Fe 2O 3＋3CO 高温,2Fe ＋3CO 2。
③炉渣的形成：a.CaCO 3高温,CaO ＋CO 2， b ．CaO ＋SiO 2高温,CaSiO 3。
[特别提醒]使用炼铁高炉得到的是含碳2%～4.5%的生铁，生铁经过进一步冶炼，包括降碳，调硅锰，除硫、磷，得到含碳量0.03%～2%的钢。
4．炼铜(1)工业炼铜：工业上采用高温冶炼黄铜矿(主要成分为CuFeS 2)的方法得到铜。
黄铜矿――→还原剂高温冰铜―→粗铜(含Ag 、Au 、Fe 、Zn 等杂质)――→电解精炼精铜 (2)生物炼铜(矿堆浸铜法)①原理：CuS ――→细菌O2CuSO 4――→FeCu 。
②特点：成本低、污染小、反应条件简单等。
1．高炉炼铁的生产中，下列说法正确的是( ) A ．焦炭和一氧化碳都是还原剂 B ．采用富氧空气可以得到纯铁C．加石灰石的目的主要是为了得到CO2D．用于冶炼生铁的矿石主要有磁铁矿、赤铁矿和黄铁矿2．回答下列关于高炉炼铁的问题：(1)炼铁的原料有______________________________________________________。
高中化学 3.2 铁、铜的获取及应用文本素材2 苏教版必
铁、铜的获取及应用
1．铁、铜的存在：
铁、铜在自然界中主要以的形式存在。
常见的有磁铁矿、赤铁矿，常见的铜铁矿有黄铜矿（CuFeS2）、孔雀石等。
2．铁的冶炼：
工业上铁的冶炼是在中进行的。
原料有、、和等。
在冶炼过程中，铁元素被还原，还原剂是，产生还原剂的化学方程式
、。
由于矿石中有杂质，需除去，所加造渣剂为，反应方程式为。
用这种方法炼出的铁是含碳2%～4.5%的，将生铁进一步冶炼，就可以得到用途广泛的钢。
3．铜的冶炼：
工业上用高温冶炼黄铜矿得到铜。
次冶炼得到的铜，其含量达到99.5%～99.7%。
通过法精炼铜，同等含量可以达到99.95%～99.98%。
4．铁、铜的物理性质：
铁是色金属，可以被磁铁吸引。
而铜是色金属。
铁和铜都有良好的性和性。
铁和铜的密度，熔沸点。
5．铁、铜的化学性质：
在以前的学习中，我们已经了解了铁、铜与其他物质发生的一些反应，请你写出相关的化学方程式或离子方程式，并指出反应中的氧化剂和还原剂。
3.2.1从自然界中获取铁和铜
三、工业炼铜
1.湿法冶铜：Fe+CuSO4= FeSO4+Cu
2.高温冶炼黄铜矿：
黄铜矿
粗铜 电解 精铜
（99.5%~99.7%） （99.95%~99.98%）
3.生物炼铜：
硫化铜矿 细菌 空气
硫酸铜
Fe
Cu
铁铜的物理性质与用途
金属
应用
铁 建材;炊具;铸件;制铁 合金;制磁铁等。
铜 广泛用于电气工业；制 铜合金；各种仪表的零 件
为了防锈在合金中加入铬和镍，这种钢称为不锈钢。不
锈钢通常是指含铬量在12—30%的合金钢。
不锈钢外观呈微灰色或银白色。结构紧密，不易氧化生 成氧化铁，故有不锈之称，是能抵抗酸、碱、盐等腐蚀作用 的合金钢的总称。
生铁与钢
铁合金
生铁
钢
含碳量
其它杂 质 机械性 能 机械加 工
2%--4.5%
0.03%--2%
古人炼铁的情景
现代高炉出铁的情景
高炉结构图
二、现代工业炼铁
1、原料：铁矿石、焦炭、空气、石灰石等
2、设备：炼铁高炉
3、原理：C+O2
点燃
===
CO2
(燃烧提供大量的热)
高温
C+CO2 ===
2CO（产生炼铁的还原剂CO
）
Fe2O3+3CO
高温
===
2Fe+3CO2（铁矿石提供铁元素)
二、现代工业炼铁
Si、Mn、S、P(多) Si、Mn、S、P(少)
质硬而脆,无韧性 坚硬、韧性大、塑性好
可铸不可锻
可铸、可锻、可压延
铁在人体中的作用
• 铁是维持生物的主要物质，是制造血红素和肌血球素的 主要物质，是促进维生素(维生素食品) B 族代谢的必要 物质。
从自然界获取铁和铜
从自然界获取铁和铜从自然界获取铁和铜第一课时从自然界获取铁和铜（1）了解自然界中铁、铜的存在形式，掌握高炉炼铁的化学原理，简单了解湿法炼铜的过程。
（2）通过介绍我国悠久的铜、铁冶炼史，对学生进行爱国主义教育，体会铁、铜的冶炼对人类文明的重要影响。
（3）通过介绍铁和铜的使用情况，使学生认识到化学与生活的紧密联系，培养学生的社会责任感。
二、学习重点与难点重点：工业炼铁的原料、原理、设备、工艺流程与产物除金等少量的金属在自然界存在单质外，大多数金属以化合物的形式存在于大自然。
铁和铜主要以矿物的形式广泛存在于地壳中。
铁矿主要有_______________________________________，铜矿主要有________________________________________。
铁元素在地壳中的含量为4.65%，我国有丰富的铁矿资源，但品位不高。
在矿物中，金属元素的化合价呈正化合价，所谓金属的冶炼就是把金属从它们的化合物中____________(填“氧化”或“还原”出来) 。
完成课本P.72“交流与讨论”。
1．从矿石中提炼金属的一般步骤：①选矿（矿石的富集、除杂质，提高有用成分含量）；②冶炼；③精炼提纯。
2．冶炼金属常用方法(1)加热法——加热金属的氧化物和硫化物，使其分解出金属，例如Ag 2O＋O 2，适用于冶炼稳定金属。
(2)还原剂法——用还原剂把金属从化合物种还原出来。
常见的还原剂有H 2、CO 、C 、Al 等。
例如：Fe 2O 3＋CO ——_________________________________________，WO 3＋H 2——___________________________________________，Cr 2O 3＋2Al ——__________________________________________。
(3)电解法——用电流使金属还原，适用于冶炼活动金属。
【课堂设计】14-15苏教化学必修1课件：3.2.1 从自然界中获取铁和铜
2．(1)为何不直接用焦炭还原铁的氧化物？ (2)在铁的冶炼过程中，焦炭的作用是什么？ 提示： (1)工业炼铁不用焦炭直接还原铁的氧化物的原因是焦炭 为固体，与铁矿石的接触面积很有限，很难充分发生反应，而 CO 是气体，与铁矿石的接触面积大，提高了反应速率。 (2)①为反应提供热量；②提供反应所需的还原剂(CO)。
下列各种冶炼方法中，可制得相应金属的是( A．加热Al2O3 B．加热CaCO3 C．电解熔融NaCl D．氯化钠与铝粉高温共热
)
解析：制铝不能通过加热，只能通过电解Al2O3；加热CaCO3 电解 只能生成CaO；电解熔融NaCl：2NaCl(熔融)== === 2Na＋Cl2↑；NaCl与铝粉高温共热不反应。 答案：C
3．热分解法 用于冶炼金属活动性顺序中位于氢后面的不活泼金属， △ 如2HgO== === 2Hg＋O2↑ △ 2Ag2O== === 4Ag＋O2↑
冶炼金属一般有下列方法：①焦炭法 氢气，或一氧化碳)法 ③活泼金属置换法
②水煤气(或
④电解法；四种
方法在工业上均有应用。 (1)请对下表中的金属冶炼方法进行分析，从上述四种方法中 选择相应的序号填入表中空格： 火烧孔雀 湿法 铝热法 从光卤石 石炼铜 炼铜 炼铬 中炼镁
(2)请再举出使用上述方法冶炼金属的例子各一个(用化学方程 式表示)： ①_______________、 ②_________________、 ③_________________、 ④_________________。 解析：(1)火烧孔雀石炼铜是用C还原孔雀石分解得到的 CuO，故选①；湿法炼铜和铝热法炼铬都是利用活泼金属置 换较不活泼金属，故选③；光卤石炼镁的反应为MgCl2(熔 通电 融)== ===Mg＋Cl2↑故选④。
【师说】2021-2022学年高一苏教版化学必修一练习：3.2铁、铜的获取及应用 Word版含答案
3.2 课时作业踩点训练学问点1从自然界中猎取铁和铜1．高炉炼铁生产中，下列说法正确的是()A．焦炭是主要还原剂B．接受富氧空气可以得到纯铁C．加石灰石的目的主要是为了得到CO2D．用于冶炼生铁的矿石主要有磁铁矿、赤铁矿【答案】 D2．被视为现代湿法冶金先驱的反应是()A．铁与硫酸铜溶液反应B．高温下用一氧化碳从铁的氧化物中将铁还原出来C．氢气还原热的氧化铜得到铜D．高温下木炭还原氧化铜得到铜【答案】 A3．由中国社会科学院考古争辩所、成都文物考古争辩所、成都金沙遗址博物馆共同举办的《殷墟宝藏展览》展出了“司母辛鼎”，它是中国出土的其次大鼎。
至今为止出土的国宝级青铜器中有些看上去仍旧熠熠生辉。
下列对其缘由的分析中最可能的是()A．它们的表面电镀上了一层耐磨的黄金B．环境污染日趋严峻，它们表面的铜绿被酸雨溶解洗去C．铜属于金属活动性较弱的金属，因此不被氧化D．它们是由含有肯定比例金、银、锡、锌的铜合金制成的【解析】古代没有电镀技术，有些国家级青铜器至今看上去仍旧熠熠生辉，其材料应是抗腐蚀性强的铜合金。
【答案】 D4．某磁铁矿石200 t，经分析其中含有铁元素86.9 t。
则磁铁矿中Fe3O4的质量分数为()A．50% B．60%C．65% D．70%【解析】依据铁元素86.9 t可计算其含有Fe3O4 120.0 t，则磁铁矿中Fe3O4的质量分数为60%。
【答案】 B5．金币、银币、铜币等金属货币在我国历史上曾发挥过重要的作用，其中的一些被保藏爱好者珍藏着，在一位保藏家的家中，陈设了很多金属货币。
(1)其中有些货币表面是黑色，且有少量的绿色锈状物，则这确定是________币，黑色物质是________，形成这种物质的化学方程式为________________；绿色物质是________________，形成这种物质的化学方程式为________________，若要除去这些物质应选用________，发生反应的离子方程式为______________________________________________________ __________________________________。
3.2.1 《从自然界获取铁和铜》
2、反应原理： C + O2
焦炭 高温 C + CO2 2CO (得到还原剂CO) 作用
高温
点燃
CO2
(产生大量的热)
Fe2O3+3CO 3、造渣： CaCO3
高温
2Fe+3CO2
提供热量 提供CO
CaO+CO2↑
SiO2+CaO CaSiO3 (炉渣的主要成分) 形成炉渣，除去铁矿石中的SiO2等杂质 石灰石的作用： 4、主要设备： 炼铁高炉 5、高炉煤气成分：N2 、CO、CO2等 6、产品：生铁(含碳2%～4.5%) 钢(含碳0.03%～2%)
换出来。
Fe+CuSO4=Cu+FeSO4 Zn+FeSO4=Fe+ZnSO4
高炉结构图
3CO+Fe2O3 =2Fe+3CO2
CO2+C=2CO C+O2=CO2
《中国环境报》2002.5.17 报道
生物炼铜：日本日矿金属公司近日开始研究生物开矿技术。这 一技术通过向矿床注入酸化细菌微生物来提取金属成分，不需 发掘矿石，没有冶炼高炉，可在山脚下就地制铜，因而设备投 资少，有利于环保。 生物开矿技术是一种利用微生物开矿的湿式制铜技术。先 在矿床上开凿“注入矿井”和“回收矿井”，然后向矿井注入 铁酸化细菌和硫磺酸化细菌以加速金属成分溶解，再通过“回 收矿井”回收有价金属。这一研究得到了日本能源医药生物研 究所的技术协助。
钢与铁的主要区别
1、主要是含碳量不同 C﹪
2 ﹪ ～4.5 ﹪
铁
0.03 ﹪ ～2 ﹪
钢
２、钢冶炼主要是减低含碳量 ３、钢用途更广
2、铜的冶炼
古老的冶炼技术
从自然界获取铁和铜(hao)
按图装置，在硬质玻璃管里放入少量红色的氧化铁粉 末，在大试管里加入澄清的石灰水。先通入纯净的一 氧化碳，点燃从支管口排出的一氧化碳，然后加热
Fe2O3
CO
气囊
澄清石灰水
从铁矿石中获取铁
古代炼铁
设备已先进许多，生产已形成规模化， 冶铁的水平已大幅度提高，所冶炼出 来的铁的纯度已提高，生产工艺也得 到了改进，对空气的污染也已减少。
当堂练习
7．Fe是地壳中含量很丰富的元素，也是生物体所必
需的元素。自然界中铁矿石主要有赤铁矿和磁铁矿，
金属铁是在高炉中冶炼的，高炉炼铁除了加入铁矿石
外，还需加入焦炭和石灰石。请填空： ①写出磁铁矿主要成分的化学式： Fe3O4 。
②写出赤铁矿被还原成铁的化学方程式：
Fe2O3+3CO
2Fe+3CO2
5．在含有Cu(NO3)2 、Mg(NO3)2 和AgNO3的 溶液中加入适量锌粉，首先置换出的是（C ） A.Mg B. Cu C. Ag D. H2
当堂练习
6．冶炼金属一般有下列四种方法：①焦炭法； ②水煤气法（H2 或CO）；③活泼金属置换 法；④电解法。四种方法均有应用。古代有： Ⅰ火烧孔雀石炼铜；Ⅱ湿法冶金术炼铜；现 代有：Ⅲ铝热法炼铬；Ⅳ从光卤石 （KCl·MgCl2·6H2O ）中炼镁。下列对它们 的冶炼方法的分析中，不正确的是（B ） A．Ⅰ用① B．Ⅱ用② C．Ⅲ用③ D．Ⅳ用④
Si、Mn、S、P （较少）
机械 生铁坚硬、耐磨、铸造性好.但 坚硬、韧性大，可塑性好, 性能 生铁脆，不能锻压, 可铸不煅 可铸可煅
用途 炼钢生铁用做炼钢的原料 ； 铸造生铁用于制造各种铸件，如机床 床座、铁管等； 球墨铸铁性能较好，制造齿轮、 活塞等高级铸件；
苏教版高一化学必修1_《从自然界中获取铁和铜》名师教案
《从自然界中获取铁铜》教学设计一、教学设计思路本课的设计打破了以往元素化合物知识学习中的“结构—性质—制备—用途”的传统模式，而是从人们熟悉的这些元素及其化合物在生产生活中的应用实例着手，引发学生对“它们在自然界如何存在？”“人类如何获取这些物质？”的思考，进而产生探究的欲望，通过学生自主查找资料，合作、讨论、探究得出一定的结论，在不断提出问题、解决问题的过程中将探索引向深入。
同时不断在内容中穿插学科德育的理念，感受先人及现代人的智慧，激发学生无尽的学习欲望！这样编排有利于使学生在更广阔的视野下，认识在生产生活中有广泛应用的元素及其化合物的相关知识，从而了解化学在资源利用和保护中所起的作用，认识到化学学科与人类生活的紧密联系，培养学生运用化学知识解决与化学相关的社会问题的能力。
二、学习任务分析本节课选自苏教版化学必修1专题3第二单元第一课时，教材主要介绍了铁、铜在自然界的主要存在形式，以及高炉炼铁的原理、设备、原料、反应过程与产物，最后简单介绍了几种工业炼铜的方法。
本节课编排在铝的学习之后，是对金属元素学习的延伸，并且继铝土矿中铝的提取之后，从铁、铜的存在和提取着手，介绍了它们的冶炼方法，能加深学习者对本专题的“从矿物到基础材料”的理解，通过对这些元素的制备、性质等的探究，学生能进一步体验化学研究方法和途径，同时也在巩固铁、铜相关的性质和化学反应的基础上获得新的知识建构。
其中铜的冶炼方法中初步涉及铜的冶炼方法，这为必修2中粗铜精炼的学习打下基础。
教学重点：高炉炼铁的原理和过程。
教学难点：对高炉炼铁流程的探究。
三、学习者分析学习者在初中已经学习过金属活动性顺序表，能判断铁、铜元素的活泼性，并且已经有了一定的铁、铜化合物如何转化为单质铁、铜的知识，在前一专题的学习中，学生刚接触了氧化还原反应的内容，能判断要从化合态的铁、铜转化为游离态需要还原剂来还原，这些都有利于本节课自主探究学习的展开。
但是学习者是高一新生，对知识的迁移、运用能力相对较弱，将已有知识框架与新知识结合起来的能力还不足。
高一化学：从自然界获取铁和铜(教学设计)
从自然界获取铁和铜教学设计一、学习目标（1）了解自然界中铁、铜的存在形式，掌握高炉炼铁的化学原理，简单了解湿法炼铜的过程。
（2）通过介绍我国悠久的铜、铁冶炼史，对学生进行爱国主义教育，体会铁、铜的冶炼对人类文明的重要影响。
（3）通过介绍铁和铜的使用情况，使学生认识到化学与生活的紧密联系，培养学生的社会责任感。
二、教学重点与难点重点：工业炼铁的原料、原理、设备、工艺流程与产物三、设计思路从学生熟悉的铜、铁及其化合物在生产、生活中的应用事例着手，引发学生对“它们在自然界如何存在，人类如何获取这些物质”的思考，通过图片、视频等媒体帮助学生掌握铁和铜的冶炼的内容，同时让学生感受化学为生活服务的意识。
四．教学过程【创设情境】多媒体演示漂亮的流星雨。
（ppt2）【讲述】流星雨落下的有的是陨石，有的是陨铁。
【展示】新疆大陨铁(ppt3)【讲述】古代的人们就用陨铁制作工具，如种植时所用的铁锹、镰刀、斧头等，这就是人类最早利用的铁。
人类最早利用的铜，是来自于地球上自然存在的少量单质铜。
但是，陨石是稀有之物，比黄金和钻石还稀有。
单质铜也很稀少，是绝对满足不了人类对铁和铜的巨大需求的。
所以，简易的冶炼的方法也就慢慢地应运而生了。
我们先来看下自然界中存在的铁和铜的矿石。
【创设情景】展示自然界存在的各种铁、铜矿石的实物。
（ppt4、5）【提问】它们在自然界如何存在？【板书】一.铁、铜存在形式（ppt6）主要以化合态形式存在于自然界。
【设疑1】为什么地球上只存在少量单质铜，而铁单质只存在于陨铁中?【设问】铁、铜是人类使用最早、应用最广泛的两种金属，它们在日常生活中的应用十分广泛，请同学举例常见的铁制品和铜制品有那些？铁和铜的用途有那些？【设疑2】1．你们知道如何将铁从化合态转化为游离态吗？(ppt7)2．选用哪些还原剂？【学生活动】: 通过教材了解炼铜、炼铁的方法和工艺。
通过收集到的资料,小组交流讨论更多其他的炼铜、炼铁的方法。
从自然界获取铁和铜
陨铁
天然铜
1、铁元素、铜元素在自然界中的存在
赤铁矿(Fe2O3)
常 见 的 铁 矿 石
磁铁矿(Fe3O4)
褐铁矿(Fe2O3· nH2O )
黄铁矿(FeS2 )
1、铁元素、铜元素在自然界中的存在
黄铜矿（CuFeS2）
常 见 的 铜 矿 石
孔雀石(Cu2(OH)2CO3 )
毛赤铜矿(Cu2O )
蓝铜矿(Cu3(CO3)2(OH)2 )
（6）炼铁和环保节能
高炉煤气： CO、CO2、N2
3、工业上是如何炼铁
铁合金的性质 生铁 含碳2%~4.3% 硅锰(较多) 硫磷(较多) 可铸不可锻 硬而脆 和 钢 含碳0.03%~2% 硅锰(适量) 硫磷(较少) 可铸,可锻,可压延 硬而韧,有弹性
讨论与交流 根据工业炼铁的原理 实验室如何设计实验模拟一氧化碳还原氧化铁?
2．铜的性质 (1)物理性质： 紫红 色固体，具有良好的 导电 性、
导热 性和 延展 性。
(2)化学性质 ①与非金属单质的反应 与氯气、氧气反应的化学方程式分别为： 点燃 Cu＋Cl2=====CuCl2 ， △ 2Cu＋O2=====2CuO 。
②与盐溶液的反应 与 AgNO3、FeCl3 溶液反应，化学反应方程式为： 2AgNO3＋Cu===2Ag＋Cu(NO3)2 ，
从自然界中获取铁和铜
1、铁元素、铜元素在自然界中的存在
2、如何把铁铜从化合态转化为游离态 3、工业上是如何制取铁、铜单质的
4、铁、铜单质的性质
1、铁元素、铜元素在自然界中的存在 主要以化合态形式存在于自然界。
铁是一种活泼的金属，因此，除了天外坠 至地球的陨铁(游离态的铁)外，自然界里的铁 是以化合态的形式存在的。 铜的化学性质比铁稳定，在自然界中主要 以化合态存在，也有少量单质铜。
从自然界获取铁和铜2.
从自然界获取铁和铜（引用）仙居中学沈珊珊王洪奖教学目标：、知识与技能：1、知道人类对铁、铜的使用历史，知道铁、铜在自然界的广泛存在及存在的主要形式。
2、了解工业炼铁的原料、原理、设备、工艺流程与产物。
3、初步知道工业炼铜的方法，复习古代湿法炼铜的方法，知道生物炼铜的方法。
二、过程与方法：在对工业炼铁的原料、原理、设备、工艺流程与产物的探讨中培养学生用所学化学知识解决实际问题的能力。
三、情感态度与价值观：1、了解铁、铜在自然界的广泛存在及存在的主要形式，体会铁、铜的冶炼对人类文明的影响。
2．通过对生物炼铜的学习，培养学生环保意识。
教学重点：工业炼铁的原料、原理、设备、工艺流程与产物。
教学难点：工业炼铁原料中焦碳、石灰石、空气的作用。
教学手段：多媒体辅助教学教学方法：启发、讨论，由学生归纳得出知识点。
教学过程：教师活动学生活动设计意图引入新课：学生讨论，交流调动课堂气氛，引多媒体演示漂亮的流星雨。
并回答。
起学生学提问：陨石是怎样形成的？指定学生回答问题。
习兴趣。
展示：世界上最大的铁陨石非洲纳米比亚的引出铁和Hoba 铁陨石图片，司母戊大方鼎图片，以铜。
及长江南京三桥图片。
提问：请从工业、农业、生活三方面陈述铁的用途？那么铜主要用在哪里？板书：从自然界获取铁和铜学生阅读相应的内容，并回答问题。
提问：它们在自然界如何存在？板书：一.铁、铜存在形式1、铁以化合态形式存在于自然界，游离态的铁来自陨石。
铁的存在：磁铁矿（F e3O4、赤铁矿（Fe2O32、铜主要以化合态存在于自然界，铜的存在：黄铜矿（CuFeS、孔雀(CuCQ Cu(0h2铜有少量的以游离态形式存在自然界讲述：我们在生活中用的都是铁和铜的单学生交流讨论，从理论上质，而自然界里它们都是以化合态存在的。
分析生成并回答：铁的化学提问：1、你们知道如何将铁从化合态转化1、用还原剂把铁化合方程式，为游离态吗？态还原为游离态。
为工业炼2、选用哪些还原剂？2、H2、CO C、活泼铁提供理论指导。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
原料：3H2（或CO）、氧化铁 装置与仪器：
操作步骤与注意事项：
气囊
Fe2O3
CO
澄清石灰水
现代工业炼铁
1、原料：铁矿石、焦炭、空气、石灰石等。 2、设备：炼铁高炉 3、原理：
4、造渣： 石灰石作熔剂除掉SiO2 5、高炉煤气成分： N2 CO CO2等 6、产品：生铁（含碳2%--4.5%） 将生铁进一步炼制，可以得到用途更为广泛的钢（含 碳量在 0.03 % — 2 % ）
Fe2O3+3CO == 2Fe+3CO2 高温 Cr2O3+2 Al == 2Cr+Al2O3 WO3+ 3 H2 == W+3H2O
高温 高温
3．电解法
在金属活动性顺序中，钾、钠、钙、铝等几种 金属的还原性很强，这些金属都很容易失去电 子，因此不能用一般的方法和还原剂使其从化 合物中还原出来，而只能用通电分解其熔融盐 或氧化物的方法来冶炼。
游离态（少量） 主要化合态
黄铜矿（CuFeS2） 孔雀石（CuCO3•Cu(OH)2）
H2 + CuO Δ Cu + H2O ══ Δ CO + CuO ══ Cu + CO2 Δ C + 2 CuO ══ 2Cu + CO2↑ Fe + CuSO4 ══ Cu + FeSO4
主要 矿石
化合态 转化为 游离态 冶炼 方法
三、铁的化学性质：
1.铁与非金属反应!
Cl2与S氧化性谁强?
2.铁与水反应
常温时不反应,在高温时可反应
高温 3Fe + 4H2O (g)=== Fe3O4 + 4H2↑
3.铁与酸反应
铁与非氧化性酸:变成亚铁离子 铁与氧化性酸:①常温时在浓硫酸,浓硝酸 中钝化;②加热时反应,变成三价铁离子
4.铁与盐溶液反应
陨铁
常见的铁矿石
赤铁矿 (Fe2O3)
菱铁矿
磁铁矿(Fe3O4)
FeCO3
褐铁矿(Fe2O3· 2O ) nH
黄铁矿(FeS2 )
常见的铜矿石
黄铜矿(CuFeS2 )
斑铜矿
Cu5FeS4
辉铜矿 Cu２S
孔雀石（CuCO3•Cu(OH)2）
(CO3)2(OH)2 )
归纳：工业炼铜的主要方法：
1、高温冶炼黄铜矿→电解精炼 2、生物炼铜：含硫的铜矿硫酸铜→炼铜
总
含量
铁（ Fe）
多
铜（ Cu）
少
结
存在 形式
游离态（陨铁） （少量） 主要化合态
磁铁矿（Fe304） 赤铁矿（ Fe203 ）
Δ 3H2 + Fe2O3 ══ 2Fe + 3H2O Δ 3CO + Fe2O3 ══ 2Fe +3CO2 高温 2Al + Fe2O3 ══ 2Fe + Al2O3 Zn + FeSO4 ══ Fe + ZnSO4
河 北 平 山 出 土 河 北 省 文 物 研 究 所 藏
三 牺 鼎
错银牛灯 东汉早期 高46cm 长36.4cm 1980年江 西赣江出 土 南京博物 院藏
成王方鼎 西周早期 高28.5cm 口径18.1cm 美国纳尔逊美术馆藏
交流与讨论
1、根据金属活动性顺序，铁属于 比较活泼 金 属、铜属于 不活泼 金属（填活泼、比较活 泼、不太活泼、极不活泼）。 2、自然界中，铁和铜主要以化合态(填“游 离态”或“化合态”)形式存在，也有少 量的铁、铜单质存在，其中铁单质主要只 陨铁(天石) 存在于 中 。 3、含有铁的矿石主要有哪些？含有铜的 矿石主要哪些？
一、自然界中存在的铁
由于铁的化学性质比较活泼，在 自然界往往以化合态形式存在。 自然界中的铁单质 只能存在在从天而 降的陨石中，古代 称为“天石”。 （书上P69页图片）
二、铁的物理性质：
１.银白色,有金属光泽,质软; 2.具有良好的延展性; 3.是电和热的良导体; 3，沸点是 4.密度是7.86g/CM 2750°C，熔点1535 °C 5.特性:具铁磁性.
拓展知识：
不锈钢
为了防锈又在合金中加入铬和镍，这种 钢称为不锈钢。不锈钢通常是指含铬量 在12—30%的合金钢。 不锈钢外观呈微灰色或银白色。结构紧 密，不易氧化生成氧化铁，故有不锈之 称。不锈钢是能抵抗酸、碱、盐等腐蚀 作用的合金钢的总称。
知识拓展
1、电解精炼铜 99.95%~99.98%
2、生物炼铜 请同学们阅读课本P71的相关内容，用 笔画出重点的字词。
四、工业炼铁方法：
1、如何将铁从“化合态”转化为 “游离态”？根据已学过的知识， 你能写出多少种上述转化的化学方 程式。
生成铁的反应
生成铜的反应
把金属从矿石中提炼出来，这就是人们常说的金属的 冶炼。
铁、铜从化合态转化为游离态
生成铁的化学方程式
3H2 + Fe2O3 Δ 3CO + Fe2O3 Δ 2Fe + 3H2O 2Fe + 3CO2
高炉炼铁
高炉中炼成生铁，生铁进 一步炼制成钢
高温冶炼黄铜矿
高温冶炼得到含铜在 99.5~99.7%的铜，电解精炼得 到纯度更高的铜
主要 流程
金属的冶炼
自然界中的金属大都以化合态存在
用化学的方法把化合态的金属变成游离态
要考虑的问题 富矿 集石 的 方合 法适 的 冶 炼 如 何 精 炼
冶炼方法的选择
7．Fe是地壳中含量很丰富的元素，也是生物 体所必需的元素。自然界中铁矿石主要有赤铁 矿和磁铁矿，金属铁是在高炉中冶炼的，高炉 炼铁除了加入铁矿石外，还需加入焦炭和石灰 石。请填空： Fe ①写出磁铁矿主要成分的化学式： 3O4 。 ②写出赤铁矿被还原成铁的化学方程式： Fe2O3+3CO 2Fe+3CO2 。 ③写出焦炭在高炉中参与反应的两个化学方程 式： C+O2 CO2 CO2+C 2CO 。 ④写出CaCO3所参与反应的两个化学方程式： CaCO3 CaO+CO2 ↑ CaO+SiO2 CaSiO3。
2Al2O3====4Al+3O2↑
2NaCl====2Na+Cl2↑
优点：用该法得到的金属一般纯度较高。 缺点：该法要消耗大量电能，成本较高。
电解
电解
不同金属冶炼方法的选择
K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb（H）Cu Hg Ag
电解法
热还原法
热分解法
练习平台：
１．在化学反应：Fe3O4＋3H2 3Fe＋4H2O 中，Fe3O4作 B A 还原剂 B 氧化剂 C 催化剂 D 溶剂 2．在化学反应：2Ag2O 作 A、B A 还原剂 B 氧化剂 4Ag+O2↑中，Ag2O C 催化剂 D 溶剂
生成铜的化学方程式
H2 + CuO CO + CuO C + 2CuO Fe + CuSO4 Δ Δ Δ Cu + H2O Cu + CO2 2Cu + CO2↑ Cu + FeSO4
2Al + Fe2O3
Zn + FeSO4
高温
2Fe + Al2O3
Fe + ZnSO4
实验室如何制取少量的铁粉
原理： 3H2+Fe2O3 或:3CO+Fe2O3 2Fe+3H2O 2Fe+3CO2
简单，实用，节省的原则 1、热分解法
有些不活泼金属仅用热分解法就能制得。 在金属活动性顺序表中，位于氢后面的某些金 属的氧化物受热就能分解。
2HgO == 2Hg + O2↑
2Ag2O == 4Ag + O2↑
2．热还原法
多数金属的冶炼过程属于热还原法。 常用的还原剂有焦炭、一氧化碳、氢气 和活泼金属等。
专题3 第二单元 铁、铜的获取及应用
铁在实际中的应用：
铜在实际中的应用：
交流与讨论
你在日常生活中见 到过哪些金属制品？这 些金属制品中，哪些含 有铁和铜？
这些东西有哪些相似的物理性质？
导电、导热、有延展性、有光泽
你知道吗?
中国古代何时能够制造出精 美的青铜器?何时会冶铁炼钢? 商朝,就能够制造出精美 的青铜器,春秋战国时期就 会冶铁炼钢.
3．高温下可用于还原氧化铁的化合物是( D ) A.焦炭 B.氢气 C.二氧化碳 D.一氧化碳
4．西汉时期发现、宋朝初期应用于生产的湿 法冶金术的反应原理是 （ C ） A．CuO+H2 Cu+H2O B．CuO+CO Cu+CO2 C．Fe+CuSO4 FeSO4+Cu D．2Cu2O+Cu2S 6Cu+SO2
5．在含有Cu(NO3)2 、Mg(NO3)2 和AgNO3的 溶液中加入适量锌粉，首先置换出的是（ ） C A.Mg B. Cu C. Ag D. H2
6．冶炼金属一般有下列四种方法：①焦炭法； ②水煤气法（H2 或CO）；③活泼金属置换 法；④电解法。四种方法均有应用。古代有： Ⅰ火烧孔雀石炼铜；Ⅱ湿法冶金术炼铜；现 代有：Ⅲ铝热法炼铬；Ⅳ从光卤石 （KCl· MgCl2· 2O ）中炼镁。下列对它们 6H 的冶炼方法的分析中，不正确的是（ B ） A．Ⅰ用① B．Ⅱ用② C．Ⅲ用③ D．Ⅳ用④
高炉结构图
3CO+Fe2O3 =2Fe+3CO2 CO2+C=2CO
C+O2=CO2
生铁与钢
铁合 金 含碳 量 其它 杂质
生铁
2%--4.5%
钢
0.03%--2%
Si、Mn、S、P(多) Si、Mn、S、P(少) 质硬而脆,无韧性 坚硬、韧性大、塑性好