从自然界获取铁和铜1
从自然界获取铁和铜
你在日常生活中见 到过哪些含有铁和铜的 金属制品？
问题1：人类首先发现并应用的是铜，其后是 铁，为什么？
自然界中，铜主要以化合态存在，也存在少量 单质铜。
自然界中获得的最大的天然铜重420吨。 在古代，人们便发现了天然铜，用石斧将其砍下 来，用锤打的方法把它加工成物件。于是铜器挤 进了石器的行列，并且逐渐取代了石器，结束了 人类历史上的新石器时代。
生成铁的反应
生成铜的反应
工业上从铁矿石制单质铁采用 电解法可以吗?为什么?
铁矿石(含少量SiO2杂质)要不要 先提纯呢?
阅读课文72页了解工业上是如何 解决这一问题的。
炼 铁：
铁矿石（化合态）→铁单质（游离态）
（1）基本反应原理：
Fe2O3+3CO
2Fe +3CO2
利用氧化还原反应，在高温下，用还原剂 （主要是CO)从铁矿石中还原出铁。 （2）原料：铁矿石，焦炭，石灰石，空气 （3）设备：高炉
▽Байду номын сангаас
（5）炼铁产品：
①生铁 ②高炉煤气： CO、CO2、N2 ③炉渣：主要是CaSiO3 问题2：高炉煤气能否直接排放？怎么处理？ 高炉煤气不可直接排放。必须净化处理 并加以综合利用。 问题3：高炉煤气能够废物利用变为燃料，炉渣能 否也可废物利用？ 问题4：炼铁中得到的铁是纯铁吗
先人的足迹
在土中挖一坑 洞，周围用石 块堆砌，称为 地炉。以木炭 为燃料，利用 自然风力进行 燃烧、加热和 还原铁矿石， 产品为类似块 状的海绵铁。
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 B ） 的冶炼方法的分析中，不正确的是（ A．Ⅰ用① B．Ⅱ用② C．Ⅲ用③ D．Ⅳ用④
从自然界中获取铁铜
用途
炼钢生铁用做炼钢的原料 ； 钢有不同型号，应用不同如钢丝 网、铆钉、锅炉等。 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。
铁的冶炼—现代工业炼铁
下图为我国纪念1996年钢铁产量超亿吨而发行的邮票
三、铜的冶炼： 1.湿法炼铜： Fe+CuSO4==Cu+FeSO4 2.高温冶炼黄铜矿：
铁的冶炼—现代工业炼铁
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% ）
生铁和钢的比较
铁的合金
生铁 2%－4.5%
钢 0.03%－2%
C% 其它 杂质
Si、Mn、S、P（较多） Si、Mn、S、P（较少）
坚硬、韧性大，可塑性好,可铸 可煅
机械性能 生铁坚硬、耐磨、铸造性好但
生铁脆，不能锻压, 可铸不煅炼 铁 高 炉来自二、铁的冶炼—现代工业炼铁
炼铁：铁矿石（化合态）→ 铁单质（游离态）
1.原料： 铁矿石，焦炭，空气,石灰石 2.设备： 炼铁高炉
3.基本反应原理： 3CO+ Fe2O3
高温
2Fe+3CO2
利用氧化还原反应，在高温下，用还原剂 （主要是CO)从铁矿石中还原出铁。
铁的冶炼—现代工业炼铁
电解
黄铜矿(CuFeS2)
粗铜
精铜
（99.5%~99.7%） （99.95%~99.98%）
3.生物炼铜：P73
概括与整合
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 矿物的富集与净化 合适的冶炼方法
K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb（H）Cu Hg Ag
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______________________________________________________。
从自然界获取铁和铜
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
当堂练习
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
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： Fe3O4 。 ①写出磁铁矿主要成分的化学式： 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
游离态——元素的单质形式 化合态——元素的化合物形式
交流、讨论与练习
1、如何将铁、铜从“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。
交流、讨论
2、上述反应中，在实验室或在 工业上实际应用的有哪几种？
工业上是如何冶炼生铁的 原理（方程式）：
原料：
设备：
不同金属一般冶炼方法的选择
K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb（H）Cu Hg Ag
从自然界获取铁和铜
高温
2Al＋Fe2O3
黄铜矿（CuFeS2） 孔雀石（CuCO3•Cu(OH)2） Δ H2 + CuO ══ Cu + H2O Δ CO + CuO ══ Cu + CO2 Δ C + 2 CuO ══ 2Cu + CO2↑ Fe + CuSO4 ══ Cu + FeSO4 高温冶炼黄铜矿 高温冶炼得到含铜99.5~99.7%
三、铜的冶炼
1、湿法炼铜： Fe+CuSO4=FeSO4+Cu 氧化剂: CuSO） 高温冶炼
氧化还原反应 还原剂: Fe
粗铜 电解 精炼 精铜
3 、生物炼铜（课本P73 资料卡）
（吃岩石的细菌） （Fe） 硫化铜（CuS） CuSO4 Cu
小结
铁（ Fe） 铜（ Cu）
A.焦炭 C.二氧化碳 B.氢气 D.一氧化碳
5.已知一些金属单质的发现与其金属活动性存在 着某种必然的联系，你认为下列事件发生在铁器 时代之前的是（ B ）
①金属铝的冶炼 ②青铜器时代 ③金银的使用
④戴维发现金属钠 ⑤15世纪中国使用锌铸币
A．②③⑤
C．①②③
B．②③
D．①④⑤
高温 高温 点燃
二、现代工业炼铁
4、造渣： CaCO3
高温
CaO＋CO2↑
高温
SiO2＋CaO
CaSiO3（炉渣的主要成分）
石灰石作熔剂除掉SiO2 5、废气成分：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 % ）
含量 存在 形式 主要 矿石
化合态转化 为游离态
从自然界中获取铁、铜
点燃
CO2 + C = 2CO CaO + SiO2 = CaSiO3
高温
高温
还原剂生成反应
造渣反应
生铁
铁碳合金， 含碳2 % ~4.5%
除碳
钢
铁碳合金， 含碳0.03 % ~2%
2、铜 黄铜矿 CuFeS2
方法一：高温冶炼黄铜矿
高温
2CuFeS2 + O2 = Cu2S + 2FeS + SO2↑
铁的物理性质 一、铁、铜的物理性质
铁 银白色金属光泽，铁 粉为黑色 可被磁铁吸引 具有良好的导热性、 导电性、延展性 铜 紫红色金属光泽 具有良好的导热性、 导电性、延展性
二、铁、铜单质的化学性质
铁 盐酸（稀硫酸） 醋酸 铜 盐酸、稀硫酸、醋酸 不反应
某些盐（硫酸铜）
细菌பைடு நூலகம்
Fe
Cu
四、不同金属冶炼方法的选择
Na+KCl=K↑+NaCl
电解氯化物
K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb（H）Cu Hg Ag Pt Au
电解法 Al2O3 热还原法 热分解 富集法
（C、CO、H2、
活泼金属）
铁、铜及其化合物的应用
铁的应用 回忆铁、铜的应用， 试说两者的物理性质
3CO+Fe2O3 =2Fe+3CO2
提供还原剂提 供热量 CO2+C=2CO C+O2=CO2 放热
生铁 （含碳2%-4.5%）
小结：1、设备 2、原料 3、原理
：炼铁高炉 ：铁矿石、焦炭、空气、石灰石等 ：3CO + Fe2O3 ══ 2Fe + 3CO2
高中化学必修一 专题三 第二单元 铁铜的获取及应用
第二单元 铁、铜的获取及应用第一课时 从自然界中获取铁和铜一、铁和铜在自然界中的存在铁和铜在自然界主要以 化合态 的形式存在。
常见的铁矿 磁铁矿 (主要成分为Fe 3O 4)、 赤铁矿 (主要成分为Fe 2O 3)等；常见的铜矿有 黄铜矿 (主要成分为CuFeS 2)、 孔雀石 [主要成分为CuCO 3·Cu(OH)2]等。
此外铁在自然界中还以 游离态 的形式存在于陨铁中。
二、工业炼铁工业炼铁的原理是利用 氧化还原 反应，用 还原剂 将铁从铁矿石中还原出来。
1．原料铁矿石 、焦炭 、空气 、石灰石 等。
2．设备 炼铁高炉。
3．反应原理用还原剂将铁从其化合物中还原出来。
4．工艺流程从高炉下方鼓入空气与焦炭反应产生 二氧化碳 ，并放出大量的热量；二氧化碳 再与灼热的 焦炭 反应，生成 一氧化碳 ；一氧化碳 在高温下将氧化铁还原为铁。
有关反应的化学方程式：C ＋O 2 CO 2 ； CO 2＋C 2CO ； Fe 2O 3＋3CO 2Fe ＋3CO 2 。
5．除去铁矿石中含有的SiO2石灰石在高温下分解生成氧化钙和二氧化碳，氧化钙与铁矿石中的二氧化硅等反应生成炉渣，有关反应的化学方程式：CaCO 3 CaO ＋CO 2↑ ；CaO ＋SiO 2 CaSiO 3 。
炉渣的密度比铁水小，故浮在铁水上面，分离可得铁水。
三、工业炼铜1．用黄铜矿炼铜工业上用高温分解黄铜矿的方法获得铜。
粗铜中铜的含量为 99.5%～99.7% 。
含有 Ag 、=====点燃 =====高温 =====高温 =====高温 工业炼铁中碳的作用是什么？ 作用主要有：①与氧气经过一系列反应提供还原剂； ②反应放热维持高温。
Au 、Fe 、Zn 等杂质。
2．粗铜的精炼电解精炼铜的原理是让 粗铜 作阳极，失电子变为Cu2＋，在阴极上用 纯铜 作阴极即可得 精铜 。
电解精炼得到的铜，其含量高达 99.95%～99.98% 。
从自然界获取铁和铜
天然铜
铁是自然界里分布最广的金属
元素之一，在地壳中的含量仅
次于铝，游离态的铁只能从陨
陨铁
石中得到。
交流与讨论
+还原剂 化合态铁、铜
游离态铁、铜
常用的还原剂：CO、H2、焦炭、Al、Zn等。
根据已学过的知识，尽可能多的写出上述转化的化学 方程式，填在课本P72表3-3中。
交流与讨论
生成铁的化学方程式
生成铜的化学方程式
高温
3H2 + Fe2O3 == 2Fe + 3H2O
高温
3CO + Fe2O3 == 2Fe + 3CO2 高温
2Al+ Fe2O3 == 2Fe + Al2O3
Δ
H2 + CuO == Cu + H2O
Δ
CO + CuO == Cu + CO2
Δ
C + 2CuO ==2Cu + CO2↑
Zn + FeSO4 ==Fe + ZnSO4 Fe+ CuSO4 ==Cu + FeSO4
交流与讨论
阅读P72，了解炼铁原理，并完成“交 流与讨论”。
高炉结构图
进料口
铁水
1、一氧化碳是怎样形成的？
废气
点燃
C+
O2
===
高温
CO2
C + CO2 === 2CO
2、铁被还原的化学方程式？
高温
空 气
2.湿法炼铜：CuSO4+Fe=Cu+FeSO4
四、金属冶炼的常用方法
化合态 得电子，被还原 游离态
【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______________________________________________________ __________________________________。
从自然界获取铁和铜
第三单元 从矿物到基础材料第一课时 从自然界获取铁和铜基础巩固1．下列说法中，不正确的是( )A ．金属的冶炼，就是利用氧化还原反应原理，在一定条件下将金属从其化合物中还原出来B ．冶炼金属时，必须加入一种物质作为还原剂C ．金属由化合态变为游离态，都是被还原D ．金属单质被发现和应用得越早，其活动性一般越弱2．下列反应原理不符合工业冶炼金属实际情况的是( )A ．MgCl 2(熔融)=====电解Mg ＋Cl 2↑B ．TiCl 4＋4Na =====700～800℃Ti ＋4NaCl C ．Al 2O 3＋3H 2=====△2Al ＋3H 2O D ．Fe 3O 4＋4CO=====高温3Fe ＋4CO 23．从石器、青铜器到铁器时代，金属的冶炼体现了人类文明的发展水平。
下图表示了三种金属被人类开发利用的大致年限，之所以有先后，主要取决于()A ．金属的导电性强弱B ．金属在地壳中的含量多少C ．金属的化合价高低D ．金属的活动性强弱4．工业上，常用Mg 还原法制取金属Ti ，反应原理如下：2Mg ＋TiCl 4=====高温2MgCl 2＋Ti 。
下列说法正确的是( )①该反应属于置换反应；②该反应属于氧化还原反应；③该反应表明Mg 比Ti 活泼；④Ti 被誉为“21世纪的金属”，在航天工业上有广泛用途。
A ．只有①②B ．只有③④C ．只有①②③D ．全部5．冶炼金属常用以下几种方法：①以C 、CO 或H 2作还原剂；②利用铝热反应原理还原；③电解法；④分解法。
下列金属各采用哪种方法还原最佳(用序号填写下列空白)。
(1)Fe 、Zn 、Cu 等中等活泼金属：_________________________________________。
(2)Na 、Mg 、Al 等活泼或较活泼金属：____________________________________。
(3)Hg 、Ag 等不活泼金属：_____________________________________________。
考查点7 铁、铜的获取及应用
考查点7 铁、铜的获取及应用教学目标1．铁、铜的冶炼2. 铁、铜及其重要化合物的主要物理性质和应用3．铁、铜的化学性质4. Fe2+、Fe3+之间的相互转化。
Fe3+、Cu2+的检验方法5．了解钢铁的腐蚀以及防止金属腐蚀的一般方法教学重、难点Fe2+、Fe3+之间的相互转化教学过程一、从自然界获取铁和铜1. 常见的铁矿：磁铁矿（主要成分为_ ）、赤铁矿（主要成分为_____ ）常见的铜矿：黄铜矿（主要成分为）、孔雀石（主要成分为）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%。
四、Fe(OH)2和Fe(OH)3的性质、制法比较氢氧化铁受热分解：_____________________________________________铁粉和铜粉分别加入到Fe 3+溶液中_______________________、________________________ 氯气通入到Fe 2+溶液中______________________________________________________六、钢铁的腐蚀及防护1．金属的腐蚀是指 ，发生化学反应被侵蚀损耗的过程，在金属腐蚀的过程中金属 电子而被 。
金属的腐蚀有 和 两大类。
金属腐蚀的实质是 。
2．金属跟周围的物质接触 而引起的腐蚀叫 。
如 、 。
3．钢铁不是纯净的铁。
通常含有少量的 等杂质。
在 的空气中，钢铁的表面形成了一层 溶液的薄膜，金属接触电解质溶液后，较活泼的铁 而被氧化成 ，溶液中的 则在碳上 被还原成 。
从自然界获取铁和铜
工业上是如何冶炼生铁的 原理（方程式）： 在高温下，用还原剂 (主要是CO)把铁从铁矿石里还原出来 Fe2O3+3CO 2Fe+3CO2 原料： 铁矿石、焦炭、石灰石和空气
设备： 高炉
高炉结构图
3CO+Fe2O3 =2Fe+3CO2
CO2+C=2CO C+O2=CO2
阅读与归纳
阅读课本P73 归纳：工业炼铜的主要方法：
K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb（H）Cu Hg Ag
电解法
热还原法
热分解法
归纳与总结
金属冶炼的一般方法
1、热分解法：2Ag2O 4Ag+O2↑ 2、热还原法： （使用H2 、CO或“用活泼金属”还原） CuO+H2 Cu+H2O CuO+CO Cu+CO2 2Al+Fe2O3 2Fe+ Al2O3 3、电解方法: 2Al2O3 4Al+3O2↑ MgCl2 Mg+Cl2↑ 4、湿法冶金：Fe+CuSO4= FeSO4+Cu 5、生物冶金：含硫的铜矿→炼铜
铁陨石
常见的铁矿石
赤铁矿(Fe2O3)
磁铁矿(Fe3O4)
常见的铜矿石
黄铜矿(CuFeS2 )
孔雀石(Cu2(OH)2CO3 )
交流、讨论
1、如何将铁、铜从“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。
生成铜的反应
交流、讨论
2、上述反应中，在工业上实际 应用的有哪几种？
商代的铁刃铜钺（yuè） （北京平谷县刘家河商墓中出土） 铁刃铜钺残长8.4cm，直 内上有一穿孔。钺身一面 扁平，一面微凸。刃部为 陨铁锻制，先将陨铁锻造 成2mm左右的薄刃，再将 薄刃与青铜浇铸成一体， 尤为珍异。
从自然界获取铁和铜
从自然界获取铁和铜一、选择题1.自然界中存在的元素大多以化合态存在，而我们在生产和生活中需要许多单质.试想，如果把某元素化合态变为游离态，则它（）A.被氧化B.被还原C.有可能被氧化，也有可能被还原D.由高价态变为。
价2.高炉炼铁生产中，下列各说法正确的是（）A.焦炭和一氧化碳都是还原剂B.高炉炼铁可以得到纯铁C.加石灰石的目的主要是为了得到CChD.用于冶炼生铁的矿石主要有磁铁矿、赤铁矿和黄铁矿3.下列反应能通过置换反应生成铁的是（）① Zn + FeCL（溶液）② Na + FeS（‰（溶液）③ Fe2O3 + CO（高温）④ Fe3O4 + H2（高温）⑤ Al+Fe2O3（引燃）A.①③④⑤B.①②③C.①④⑤D.①②③④⑤4.用H2、C、CO分别与等质量的氧化铁在高温下反应，使氧化铁中的铁全部还原出来，消耗H2、C、Co的质量比为（）A. 1 ： 1 ： 1B. 1 ： 3 ： 14C. 1 ： 6 ： 14D. 2 ： 1 ： 25.工业上，常用Mg还原法制取金属Ti,反应原理如下：2Mg+TiCk=里2MgCL+ Ti.下列说法正确的是（）①该反应属于置换反应；②该反应属于氧化还原反应；③该反应表明Mg比Ti活泼；④Ti被誉为“21世纪的金属”，在航天工业上有广泛用途.A.只有①②B.只有③④C.只有①②③D.全部6.冶炼金属一般有下列四种方法：①焦炭法；②水煤气（或氢气或一氧化碳）法；③活泼金属置换法；④电解法.四种方法在工业上均有应用.古代有（I）火烧孔雀石炼铜；（II）湿法炼铜；现代有（IlD铝热法炼铭；（IV）从光卤石中炼镁.对它们的冶炼方法的分析不正确的是A. (I)用①B. (II)用②C. (IlI)用③D. (IV)用④7.用足量的CO还原32.0 g某种氧化物，将生成的气体通入足量澄清石灰水中，得到60.0 g沉淀，则该氧化物是()A. FeOB. Fe2O3C. CuOD. Cu2O二、非选择题8.铜在自然界中多以+ 1价的形式存在于矿石中，因在固态特别是高温下+ 1价铜的化合物比+2价的稳定.用辉铜矿(CU2S)炼铜的方法之一是：①将矿石在高温下通入空气焙烧, 生成两种氧化物.②将焙烧过的矿石加上比它质量约少一半的未经焙烧过的矿石，混合后隔绝空气再进行高温煨烧，结果得到金属铜和一种具有刺激性气味的气体.写出这两个反应的化学方程式：①;②.9.古代的“药金”外观与金相似，常被误认为是金子.冶炼方法如下：将碳酸锌、赤铜(CU2。
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；
高一化学 铁、铜的获取及性质必修1
高一化学必修1 铁、铜的获取及性质课时1 从自然界获取铁和铜【学海导航】1．了解铁、铜在自然界的主要存在形式和铁、铜的冶炼方法2．了解铁、铜的物理性质，掌握铁、铜的化学性质【主干知识】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：〖教材P72交流与讨论〗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1.与非金属单质的反应（如与O2、Cl2、S等反应）2.与酸的反应3．与盐溶液的反应Fe+CuSO4_______Cu+AgNO3_______〖结论〗：铁和铜在一定条件下可以与某些非金属、酸和盐溶液发生反应。
铁、铜在反应过程中充当剂。
铜在反应过程中一般转化为价的铜的化合物。
铁与氧化性较弱的氧化剂（如盐酸、硫酸铜等溶液）生成的铁的化合物，而与氧化性较强的氧化性（如氯气等）反应转化为的铁的化合物。
【精彩例题】例1．下列物质中，不能由Fe跟非金属单质直接化合而成的是（）A Fe3O4B CuSC FeCl3D FeCl22. 常温下，不能用铁制容器存放的物质是（）A 浓H2SO4B 浓氨水C CuSO4溶液D KOH溶液3，下列关于铁的叙述中错误的是（）A 纯净的铁是光亮的银白色金属B 铁能被磁体吸引C 铁是地壳中含量最多的金属元素，所以分布在地壳中的铁有游离态也有化合态D 常温下，铁与浓HNO3不反应【巩固练习】一．选择题（每题有1个答案）1．下列物质混合时，铁能溶解但无气体产生的是()A.铁粉与盐酸B.铁屑与稀硫酸C.铁粉与硫酸铜溶液D.铁钉浸入水中2．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（）A.MgB. CuC. AgD. H23．CuS和Cu2S都能溶于硝酸，它们高温灼烧的产物相同，以下鉴别CuS和Cu2S两种黑色粉末的方法合理的是（）A .将两种样品分别溶于硝酸，区别反应快慢B.将两种样品分别溶于硝酸，区别溶液的颜色C.取两种同质量的样品分别在高温灼烧，区别残留固体的质量D.取两种同质量的样品分别在高温灼烧，区别残留固体的颜色4．现有2 mol/L的盐酸和硫酸溶液各100 mL，分别加入等质量的铁粉，反应结束时，所生成的气体质量比为2∶3，则往酸中加入的铁粉的质量为（）A．8.4 g B．5.6 g C．2.8 g D．16.8 g5．由FeSO4和Fe2(SO4)3组成的混合物中，含硫为a％，则所含铁的质量百分含量为( )A.3a％B.(100-2a)％C. 20％D. 1-3a％6．在Fe、Fe2+、Fe3+三种粒子中，具有相同的( )A. 质子数B. 最外层电子数C. 核外电子数D. 电荷数7．在化学反应：3Fe＋4H2O Fe3O4＋3H2↑中，H2O作()A.还原剂B.氧化剂C.催化剂D.溶剂8．质量相同的下列金属, 分别跟足量盐酸完全反应产生氢气体积最多的是（）A．钠B．铝C．镁D．锌9．下列物质中，不属于合金的是（）A.硬铝B.黄铜C.钢铁D.水银10．下列铁的化合物中，铁的质量分数最高的是()A. FeS2B. FeOC. Fe2O3D. Fe3O4二．填空题11．Fe是地壳中含量很丰富的元素，也是生物体所必需的元素。
从自然界中获取铁和铜
巩固反馈
6.根据下图所示实验室用一氧化碳还原氧化 铁的实验装置，回答以下问题： ①反应过程中发生的现象是 ； ②塑料袋的 Fe2O3 作用是 。 CO
石灰水
巩 固 练 习
1.铁和铜在自然界中主要以_______ 化合物 的形式存 在.工业上铁的冶炼是在_________ 炼铁高炉 中进行的， 原料有 _______ 、 ____、空气 ____、 _______等。冶 铁矿石 焦炭 石灰石 炼的过程 将氧化铁还原为 _______单质铁的方程式 为:______________________________ Fe2O3+3CO 2Fe+3CO2 。 2.在高温下可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 )
2Al+Fe2O3 == Al2O3+2Fe 3H2+Fe2O3 == 2Fe+3H2O 3CO+Fe2O3 == 2Fe+3CO2
高温
生成铜的化学方程式
H2+CuO == Cu+H2O
CO+CuO == Cu+CO2 Fe+CuCl2 == Cu+FeCl2
3、工业上是如何炼铁
设备：高炉 原料：铁矿石，焦炭， 石灰石，空气 思考下列问题: ⑴ CO是怎样形成的? ⑵ 铁矿石是如何被还原的? ⑶ 石灰石的作用是什么?
归纳与总结
金属冶炼的一般方法
1、热分解法：2HgO 2Hg+O2↑ 、 2Ag2O 4Ag+O2↑ 2、热还原法： （使用H2 、C、CO或“用活泼金属”还原） CuO+H2 Cu+H2O CuO+CO Cu+CO2 2CuO+C 2Cu+CO2↑ 2Al+Fe2O3 2Fe+ Al2O3 3、电解方法: 2Al2O3 4Al+3O2↑ MgCl2 Mg+Cl2↑ 4、湿法冶金：Fe+CuSO4= FeSO4+Cu 5、生物冶金：含硫的铜矿→硫酸铜→炼铜
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⼀、教学⽬标：1、了解铁和铜的主要存在形式，铁的冶炼⽅法；2、体会铁、铜的冶炼对⼈类⽂明的重要影响。
⼆、教学重点：铁的冶炼⽅法三、教学难点：铁的冶炼⽅法四、教学过程：【联系⽣活】铁和铜是⼈类使⽤最⼴泛的两种⾦属。
在我们⽇常⽣活中会经常见到。
请看两张图⽚（ppt2）———⽣活中常见的钢铁制品(ppt3)———铜制品【讲述】铜和铁制品⼏乎涉及我们⾐、⾷、住、⾏的⽅⽅⾯⾯，与我们的⽣活密切相关。
下⾯，我们来了解⼀下两种⾦属---请看信息（ppt4）【设疑1】纯净的铁为银⽩⾊，铜为紫红⾊，它们在⾃然界中以什么形式存在呢？【提问学⽣】请同学们思考并完成填空。
演⽰（ppt5）【学⽣回答】铁、铜主要以化合态形式存在于⾃然界。
地球上只存在少量单质铜，⽽铁单质只存在于陨铁中。
【板书】⼀.存在形式主要以化合态形式存在于⾃然界【设疑2】关于铁、铜的存在形式，请同学们思考问题2：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？演⽰（ppt6）结合⾦属活动性顺序表，完成填空。
【学⽣回答】根据⾦属活动性顺序表，铁属于⽐较活泼⾦属、铜属于不太活泼 _⾦属。
铁⽐铜活泼，故⾃然界中存在少量单质铜，⽽单质铁只存在于陨铁中。
【过渡】铁和铜都主以化合态存在。
含铁的矿⽯有哪些，含铜的矿⽯有哪些呢？【创设情境】展⽰⾃然界存在的各种铁、铜矿⽯的图⽚。
演⽰（ppt7）常见的铁矿⽯⾚铁矿主要成分为三氧化⼆铁、磁铁矿四氧化三铁、褐铁矿、黄铁矿；（ppt8）常见的铜矿⽯黄铜矿、孔雀⽯等【设疑3】1．如果将铁、铜从化合态转化为游离态，它们的化合价有什么变化，过程中加⼊氧化剂还是还原剂？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。
【学⽣反馈】从铁、铜的化合物中提取铁、铜的其他可能途径:制铁：Al2O3+2Fe3H2+Fe2O32Fe+3H2O2Al+Fe2O3制铜：H2+CuO Cu+H2O CO+CuO Cu+CO2Fe+CuCl2Cu+FeCl2【⼩结】获取铁和铜的⽅法。
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。
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。
从自然界中获取铁和铜1
常见的铁矿石
赤铁矿(Fe2O3)
磁铁矿(Fe3O4)
褐铁矿(Fe2O3·nH2O )
黄铁矿(FeS2 )
天然的纯铜， 在大自然中不 多。到目前为 止，发现最重 的一块纯铜为 420吨。
常见的铜矿石
黄铜矿（CuFeS2） 孔雀石[Cu2(OH)2CO3 ]
毛赤铜矿(Cu2O )
蓝铜矿[Cu3(CO3)2(OH)2 ]
2.生物炼铜：CuS
O2
细菌
CuSO4 Fe
Cu
3.湿法冶铜：Fe+CuSO4= FeSO4+Cu
西汉时的炼丹家刘安所著《淮南万毕术》中记载 “曾青得铁，则化为铜。”意思是说铜盐遇到铁时， 就有铜生成。这一发现要比西方国家早1700多年。
4.火法冶铜
三、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
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：高温下，用CO还原铁矿石
4、冶炼过程：
（1）C
+
O2
点燃
== CO2
(放热)
高温
C + CO2 ===
2CO（提供还原剂）
（2） Fe2O3 + 3CO 高==温= 2Fe + 3CO2
（3）CaCO3
高温
===CaO
1、热分解法 2HgO == 2Hg + O2↑
2Ag2O == 4Ag + O2↑
2．热还原法
高温
Fe2O3+3CO 高==温2Fe+3CO2
Cr2O3+2 Al == 2Cr+Al2O3