铁、铜的获取及应用学案

专题3 第2单元 铁、铜的获取及应用

§3-2-1 从自然界获取铁和铜

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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． 掌握高炉炼铁、湿法冶铜的原理，体会铁、铜的冶炼对人类文明的重要。 重点：常见冶炼的原理、高炉炼铁的原理

【主干知识】

人类最早发现的应用最广泛的两大金属是 、

一、铁、铜的存在：

铁、铜在自然界中主要以 的形式存在。常见的铁矿有磁铁矿 、赤铁矿 ，常见的铜铁矿有黄铜矿（CuFeS 2）、孔雀石 等。 完成课本72页的交流与讨论

生成铁的化学方程式 生成铜的化学方程式

、 、 、 、 二、铁的获取 1．存在

(1)含量：铁元素在地壳中的含量居第____位。

(2)形态：主要以________形式存在，铁单质只有在______中存在。 2．铁的冶炼

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气球的作用是 。

石灰水

Fe 2O 3

CO

工业炼铁

(1)设备：____________。

(2)原料：________、________、__________、 __________等。

(3)原理：高温下，用__________把铁从铁矿 石中还原出来。

(4)主要反应：

①还原剂的生成：________________________，__________________。

②铁矿石的还原：_______________________________________________________。 ③炉渣的形成：________________________________，____________。 (5)铁合金：

含C__________的为生铁，含C____________的为钢。 三、铜的获取

1．存在

(1)形态：__________及少量单质。

(2)常见铜矿石主要成分：黄铜矿__________、孔雀石__________________。 2．冶炼 (1)工业炼铜

工业上用高温冶炼黄铜矿（ ）得到铜。由此冶炼得到的铜，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%。

我国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。”铜盐遇到铁时，就有铜生成。实质就是我们现在所说的：铁和可溶性铜盐发生的置换反应。

这一发现要比西方国家早1700多年。在宋朝时采用这一方法炼铜已有相当规模，每年炼铜500吨。这种炼铜方法在我国最早，是“湿法冶金”的先驱。

黄铜矿――→高温含Ag 、Au 、Fe 、Zn 等杂质的粗铜――→电解精铜 (2)生物炼铜(矿堆浸铜法)

①原理：CuS ――→细菌O

2

____________――→Fe Cu ②特点：成本低、污染小，反应条件简单等。

+O =CO CO +C=2CO

3CO+Fe O =2Fe+3CO

知识点1 从自然界获取铁和铜

1．下列铁的化合物中，铁的质量分数最高的是()

A．FeS2B．FeO C．Fe2O3 D．Fe3O4

2．冶炼金属有下列方法：①焦炭法；②水煤气(或H2、CO)法；③活泼金属置换法；④电解法。相应的冶炼法古代有(Ⅰ)火烧孔雀石，(Ⅱ)湿法炼铜；现代有(Ⅲ)铝热法炼铁，(Ⅳ)从氯化镁中炼镁。

以下对应冶炼方法中，错误的是()

A．(Ⅰ)①B．(Ⅱ)②C．(Ⅲ)③D．(Ⅳ)④

3．下列关于铁的叙述，错误的是()

A．纯净的铁是光亮的银白色金属

B．铁能被磁铁吸引，在磁场作用下，铁自身也能产生磁场

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．纯铁的抗腐蚀能力强，在干燥空气中不易被氧化

知识点2 铁和铜的性质及应用

4．下列化合物中，不可由两种单质直接化合得到的是()

A．Fe3O4B．FeCl2C．Al2O3D．CuCl2

5．下列金属中：①铁；②镁；③锰；④钒；⑤铬，可用铝热法制备的是()

A．①②④B．①②③⑤C．①③④⑤D．①②③④⑤

6．在化学反应中，铜元素可表现0、＋1、＋2价。

(1)在西汉古籍中曾有记载：曾青得铁则化为铜[即曾青(CuSO4)与铁反应就生成铜]。试写出该反

应的化学方程式：

________________________________________________________________________。

(2)铜器表面有时生成铜绿[Cu2(OH)2CO3]，这层铜绿可用化学方法除去。试写出除去铜绿而不损

坏器物的反应的化学方程式：_______________________________________。

§3-1-2 铁、铜及其化合物的应用

一、铜、铁及其化合物的性质及应用

1．铁的性质

(1)物理性质：________色有________光泽的固体，熔点____，具有良好的________性、________

性、________性，可以被________吸引。

(2)化学性质：

①与非金属单质的反应(如Cl2、O2)：

________________________________、____________________________________。

②与稀盐酸、稀硫酸反应的离子方程式：___________________________________。

③与某些盐的反应(如CuSO4溶液)：_______________________________________。

④钝化：常温下，铁、铝遇到浓HNO3、浓H2SO4时，表面生成________________而发生________，

从而阻止内部金属进一步发生反应。

2、铁的氧化物、氢氧化物

（1）．三种氧化物

化学式FeO Fe2O3Fe3O4

俗名

色态

铁元素价态

与盐酸反应

生成的离子