从自然界获取铁和铜.
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
从自然界获取铁和铜
O Fe Cu I
N
S
导
1
航
过滤生活、走进化学
2
交流讨论、突出重点
3
师生配合、突破难点
4
联系社会、深化目标
导入
重点 难点
小结
生活中铁和铜的制品是如何制取的呢？
在自然界中铁和铜是以
导入
重点 难点 小 资 料
化合态
形式存在的
常见的铁矿：磁铁矿（Fe304）和赤铁矿（Fe2O3） 常见的铜矿：黄铜矿（CuFeS2） 孔雀石（CuCO3· Cu(OH)2）
空气入口
铁水
高温
小结
废渣
CaO + SiO2 = CaSiO3
高温
3CO + Fe2O3 = 2Fe + 3CO2
Homework
导入
重点 难点
必 做
完成课时训练 选 做
小结
查找资料找出铜的冶炼方法
小结
交流讨论
导入
重点 难点
生成铁的化学方程式
△ Fe203 + 3H2 = 2Fe + 3H2O △ Fe203 + 3CO = 2Fe + 3CO2 △ Fe304 + 4H2 = 3Fe + 4H2O △ Fe304 + 4CO = 3Fe + 4CO2
生成铜的化学方程式
△ CuO + H2 = Cu + H2O △ CuO + CO = Cu + CO2 Zn + CuSO4 = Cu + ZnSO4 △ CuO + C = Cu + CO
高温
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
从自然界中获取铁和铜
电解法
热还原法
热分解法
二、金属的冶炼方法
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
2Ag2O
== 2Hg + O2↑
== 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。 Fe2O3+3CO == 2Fe+3CO2 高温 Cr2O3+2 Al == 2Cr+Al2O3 WO3+ 3 H2 == W+3H2O
（吃岩石的细菌） （Fe） 硫化铜（CuS） CuSO4 Cu
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 集矿 石 的 富 方合 法适 的 冶 炼 如 何 精 炼
不同金属冶炼方法的选择
K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb（H）Cu Hg Ag
炼铁高炉结构图
3CO+Fe2O3 =2Fe+3CO2
CO2+C=2CO C +O2=CO2
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
C+O2 === CO2 (燃烧提供大量的热) 3、原理： C+CO2 === 2CO（产生炼铁的还原剂CO ） Fe2O3+2CO === 2Fe+2CO2
钢有不同型号，应用 不同如钢丝网、铆钉、 锅炉等
三、铜的冶炼
1、湿法炼铜：（ “曾青得铁，则化为铜。”--《淮南万毕术》 ） Fe+CuSO4=FeSO4+Cu 氧化还原反应 氧化剂: CuSO4 2、火法炼铜:
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
资料卡
不锈钢 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。
三、铜的冶炼
1、湿法炼铜：（ “曾青得铁，则化为铜。”--《淮南万毕术》 ） Fe+CuSO4=FeSO4+Cu 氧化还原反应 氧化剂: CuSO4 2、火法炼铜:
冶炼 方法 高炉炼铁
高温
主要 流程
高炉中炼成生铁，生铁进一步炼制成钢
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
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 集矿 石 的 富 方合 法适 的 冶 炼 如 何 精 炼
不同金属冶炼方法的选择
游离态（少量），主要化合态 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
Al2O3＋2Fe 2Al＋Fe2O3 Zn + FeSO4 ══ Fe + ZnSO4
专题3 第二单元 第一课时
《从自然界获取铁和铜》 胡晓龙
流星
流星雨
陨石
一、自然界中铁和铜的存在形式
铁和铜在自然界主要以化合态形式存在
游离态 化合态
陨铁
磁铁矿(Fe3O4)
从自然界获取铁和铜
高炉结构图
3CO+Fe2O3 =2Fe+3CO2 CO2+C=2CO
C+O2=CO2
（4）炼铁的主要反应过程：
①产生还原剂： C+O2＝CO2 CO2+C＝2CO （空气，焦炭） ②还原铁矿石： Fe2O3+3CO ＝ 2Fe+3CO2 （铁矿石） ③造渣（除脉石）： CaCO3 ＝CO2+CaO （熔剂：石灰石） CaO+SiO2 ＝ CaSiO3
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
高温 高温 高温
问题1：原料中焦炭和石灰石的作用是什么？
焦炭的作用是作燃料提供大量的热和形成炼铁的还原剂。石灰石的作 用是做熔剂。石灰石在高温下分解的氧化钙能与二氧化硅结合，生成 熔点比较低的硅酸钙。硅酸钙的密度较铁小，在高炉的下部成为炉渣， 漂浮在铁水的上面而与铁水分开。
▽
点燃
（5）炼铁产品：
①生铁 ②高炉煤气： CO、CO2、N2 ③炉渣：主要是CaSiO3
2%~4.3%
硅锰(较多) 硫磷(较多)
0.03%~2% 硅锰(适量) 硫磷(较少)
可铸不可锻
硬而脆
可铸,可锻,可压延
硬而韧,有弹性
二、铜冶炼和精制
1、高温炼铜
（火法） 热还原法
2 、湿法炼铜： 金属性强于铜的金属把铜从 溶液中置换出来 。如Zn，Fe 3、生物炼铜：含硫的铜矿（CuS）→硫酸铜→炼铜
从自然界获取铁和铜
从自然界获取铁和铜一、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、学习重点与难点重点：工业炼铁的原料、原理、设备、工艺流程与产物三、学习过程【你知道吗】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。
【活动探究】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”。
【知识介绍】金属的冶炼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Ag2O 2Ag＋O2，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H2、CO、C、Al等。
例如：Fe2O3＋CO——_________________________________________，WO3＋H2——___________________________________________，Cr2O3＋2Al——__________________________________________。
(3)电解法——用电流使金属还原，适用于冶炼活动金属。
从自然界获取铁和铜_百度文库.
从自然界获取铁和铜各位评委晚上好：我是化学072班的徐浙徽今天我说课的题目是《从自然界获取铁和铜》。
本节内容选自苏教版化学1专题三第二单元，为本单元的第一课时。
教材以铁和铜在自然界中的存在形态为切入点，展示了常见的铁矿和铜矿。
并以实现铁，铜从化和态转化为游离态为过渡，重点介绍了工业上铁的冶炼及其应用。
此外，还对工业炼铜和生物炼铜做了简单介绍，使学生深刻体会到化学与工业生产的密切联系。
本节内容被安排在本专题的第二单元，在学生学习了铝的制取原理的基础上进一步介绍了铁和铜的冶炼原理，是对所学知识的一个延续和拓展。
同时，也为本单元后续内容《铁，铜及其化合物的应用》的学习打下基础。
因此，它在教材中起着承前启后的桥梁作用。
基于以上分析并结合《学科指导意见》的要求，我将本节课的教学重点定位，铁的冶炼。
在初中科学中，学生已经学习了铁，铜的物理性质和基本的化学性质，如与氧气、酸的反应及金属之间的置换反应；也对铁、铜等金属材料的冶炼：高炉炼铁、湿法炼铜做了简单了解，均为本课时的学习起了很好的铺垫作用。
但是高炉炼铁过程中涉及的反应及原理相对复杂且陌生，学生学习起来会有一定的困难。
因此，我将本节课的教学难点，掌握高炉炼铁的反应及原理。
针对以上内容我制定了如下的教学目标【知识与技能】1.说出自然界铁，铜的存在形式；2.掌握工业炼铁的方法；3.知道工业炼铜以及生物炼铜的方法；【过程与方法】通过比较铁与铜的存在、发现和获取学会比较的科学方法；【情感态度与价值观】1.通过了解我国悠久的铜铁冶炼史，感受中华民族的古老文化；2.通过掌握铁铜的获取，体会化学在资源利用中的意义和作用，认识到化学与人类生活的密切关系；依据《高中化学课程标准》对探究和合作学习的要求，本节课我主要采用实验探究，交流讨论，归纳分析等方法，并结合讲授法，自主学习法，多媒体辅助教学法，以此来实现我的教学目标。
我的教学过程分为以下五个部分：1．创设情境，导入新课首先我将通过PPT向学生们展示天下第一宝剑“越王勾践剑”的图片，并且说明越王勾践剑历经2000多年，却依然毫无锈斑，而且依然锋利无比，闪烁着炫目的青光。
从自然界获取铁和铜
K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb（H）Cu Hg Ag
电解法
热还原法
热分解法
[巩固练习]
1．高炉炼铁用于还原氧化铁的还原剂是 （A ）
A．一氧化碳
B．焦炭
Ｃ．石灰石
Ｄ．空气
[巩固练习]
2．炼铁时，加入石灰石的作用是 （Ｄ ） A．石灰石能降低铁矿石的熔点 B．石灰石能改变生铁的性能 C．石灰石能促进氧化铁的还原 Ｄ．石灰石用于除去铁矿石中的二氧化硅
交流与讨论
1．你知道如何将铁从化合态转化 为游离态吗？（从化合价角度分析）
Fe2O3
Fe
2．选用哪些还原剂？
H2 CO C
3.请回忆学过的知识，尽可能多的写 出实现上述转化的方程式。
生成铁的化学方程式 生成铜的化学方程式 铁矿石（化合态）→铁单质（游离态）
古代炼铁
土炉里边堆上柴火，上面放上铁矿石，炼出的铁水顺炉内通 道汇聚于炉底，再从一小口流出，便可以作为生铁使用了。
二 、铁的冶炼
（4）炼铁的主要反应过程
①还原剂的生成：C＋O2 CO2
CO2＋C 2CO
②铁矿石的还原：Fe2O3＋3CO
2Fe＋3CO2
③炉渣的形成： CaCO3 CaO＋CO2↑
（5）炼铁产品：
CaO＋SiO2 CaSiO3
含碳2％～4.5％的_____生__铁_____，将生铁进一步炼制，就可 以得到用途更广泛的________钢_______(含碳0.03％～2％)
湿法炼铜的过程：
酸
铁
含氧化铜的矿石
铜盐溶液
铜
二、铜的冶炼
1.湿法冶铜：Fe+CuSO4= FeSO4+Cu 2.高温冶炼黄铜矿：
从自然界中获取铁和铜
(产生大量的热 产生大量的热) 产生大量的热
得到还原剂CO) 得到还原剂 C + CO2 ==== 2CO (得到还原剂 Fe2O3+3CO ==== 2Fe+3CO2 3、造渣： 、造渣： CaCO3 ==== CaO+CO2↑ SiO2+CaO ==== CaSiO3 4、主要设备： 炼铁高炉 、主要设备： 、 5、高炉煤气成分： N2 、CO、CO2等 、高炉煤气成分： 6、产品： 生铁（含碳2%～4.5%） 、产品： 生铁（含碳 ～ ）
8
铜
二、工业上铜的冶炼
古老的冶炼技术 1.火烧孔雀石炼铜 [Cu 2(OH) 2CO3] 火烧孔雀石炼铜 ∆ Cu2(OH) 2CO3== 2CuO+H2O+CO2↑ 2.湿法炼铜 湿法炼铜
∆ 2CuO+C==2Cu+CO2 ↑
Fe + CuSO4 = Cu + FeSO4
在汉代许多著作里有记载“石胆能化铁为铜” 晋葛洪《 在汉代许多著作里有记载“石胆能化铁为铜”，晋葛洪《抱朴子 内篇·黄白 中也有“以曾青涂铁，铁赤色如铜”的记载。 黄白》 内篇 黄白》中也有“以曾青涂铁，铁赤色如铜”的记载。
7
铁和铜的物理性质和用途
金属 铁
应 用 建材，炊具，铸 建材，炊具， 件，制具特性的 铁合金， 铁合金，制磁铁 等。 广泛用于电气工 制铜合金； 业；制铜合金； 各种仪表的零件
物理性质 1. 银白色金属，有金属光泽，密度是 银白色金属，有金属光泽，密度是7.86g/cm3， 熔点1535℃，沸点是 熔点 ℃ 沸点是2750℃ ℃ 2. 能被磁体吸引 3. 电和热的良导体 4. 具有良好的延展性 1. 纯铜呈紫红色，密度 纯铜呈紫红色，密度8.92g/cm3，熔点 熔点1083.4℃， ℃ 沸点2567℃ 沸点 ℃ 2. 电和热的良导体（仅次于银） 电和热的良导体（仅次于银） 3. 具有良好的延展性。 具有良好的延展性。
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
高炉炼铁
主要 流程
高炉中炼成生铁，生铁 进一步炼制成钢
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
巩固练习
1、 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
钢 0.03%－2% Si、Mn、S、P （较少）
坚硬、韧性大，可塑性好, 可铸可煅
钢有不同型号，应用不同 如钢丝网、铆钉、锅炉等
机械 性能
用途
生铁坚硬、耐磨、铸造性好但 生铁脆，不能锻压, 可铸不煅
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；
生成铜的化学方程式
Δ H2 + CuO ══ Cu + H2O Δ CO + CuO ══ Cu + CO2 Δ C + 2 CuO ══ 2Cu + CO2 Fe + CuSO4 ══ Cu + FeSO4
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。 现代炼铁
高温
高温
5、高炉煤气成分： N2 CO CO2等 6、产品： 生铁（含碳2%--4.5%）
铁的冶炼
铁矿石 焦炭 熔剂 高炉煤气 ห้องสมุดไป่ตู้炉煤气 炉喉
炉身
炉腰 炉腹
进风口 炉渣 生铁 出渣口
进风口
热空气
炉缸 出铁口
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% ）
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。
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江苏省阜宁中学高一化学教学案（25）
专题三从矿物到基础材料
第二单元鉄、铜的获取及应用
从自然界获取铁、铜
编写：陶春审核：戴书锦
班级学号姓名
【学习目标】1、了解自然界铁、铜的存在形式及常见的冶炼方法。
2、掌握高炉炼铁、湿法炼铜的化学原理。
【课前预习】
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%。
一﹒铁的冶炼
1、冶炼方法：热还原法（在高温下，用还原剂将铁从铁矿石中还原出来）
2、主要用到的原料有：铁矿石、焦碳、空气、石灰石等
3、反应设备：炼铁高炉
4、还原剂（CO）的生成： C+O2CO2（供热） CO2＋C 2CO
5、反应原理： Fe2O3+3CO 2Fe+3CO2 得到生铁
生铁的含碳量在2%～4.5%，一般应用在生产需要进一步降低含碳量，提高它的韧性，使得含碳量在2%以下，
除脉石，炉渣的生成：CaCO3 CaO+CO2↑ SiO2+CaO CaSiO3（液态）
冶炼铁时加生石灰的作用是作助熔剂，用来除去脉石中SiO2，SiO2熔点很高，在冶炼铁条件下，不能熔化，但石灰石在高温下分解出的CaO，能跟脉石中SiO2起反应而生成熔
点较低的CaSiO3，且密度比铁水的小，所以浮在铁水的上面，从而分离得到铁水。
二、铜的冶炼
工业上主要用高温冶炼黄铜矿的方法获取铜。
但是含有较多的其它金属单质，所获得的粗铜还要经过电解精炼
①电解法：可直接电解氯化铜溶液获得，电解炼铜的铜可达99.95%～99.98%
CuCl2Cu+Cl2↑
②湿法炼铜：活泼的金属从铜的化合物中置换出铜
CuSO 4+Fe Cu +FeSO4
③生物炼铜：利用细菌将矿石分化得到铜
④粗铜的精炼：（简单介绍如图）
拓展知识面：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。
铁合金生铁钢
含碳量2%--4.5% 0.03%--2%
其它杂质Si、Mn、S、P(多) Si、Mn、S、P(少)
机械性能质硬而脆,无韧性坚硬、韧性大、塑性好
机械加工可铸不可锻可铸、可锻、可压延
【课堂练习】
1．炼铁是利用反应，在高温下用剂把铁从中出来；炼钢是利用反应，在高温下用将除去．
2．一般地说，含碳量在的铁的合金叫做生铁；含碳量在的铁的合金叫做钢．3．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(Fe2O3)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，石灰石能除去铁矿中的二氧化硅。
请填空：
(1)写出赤铁矿被还原成铁的化学方程式：
(2)写出焦炭在高炉中所参与反应的两个化学方程式：
(3)写出CaCO3参与反应的化学方程式:
4．怎样用化学方法除去下列物质中混有的少量杂质，写出有关反应的离子方程式。
（1）铜粉中混有铁粉
（2）铁粉中混有铝粉
（3）FeCl2溶液中混有FeCl3
（4）FeCl2溶液中混有CuCl2
（5）FeCl3溶液中混有FeCl2
【课后练习】
1．用生铁冶炼钢的主要目的是（）A．用还原剂把氧化亚铁还原成铁
B．适当降低生铁里含碳量，调整钢合金元素含量，除去大部分硫磷等有害杂质．C．加入各种合金元素，改善生铁的性能
D．把生铁提纯，除去生铁中的各种杂质
2．下列物质中不能直接作为炼铁矿石的是（）A．磁铁矿 B．赤铁矿 C．黄铁矿 D．菱铁矿
3．用足量的CO还原32.0g某种氧化物，将生成的气体通入足量的澄清石灰水，得到60g 沉淀，则该氧化屋是（）A．FeO B．Fe2O3 C．CuO D．Cu2O
4．高炉炼铁时，加入石灰石的作用是（）A．作还原剂 B．作熔剂 C．去SiO2 D．降低铁的熔点
5．下列可被工业上采用的冶金方法是（）A．电解熔融的三氯化铝制铝
B．焦碳还原磁铁矿
C．利用生物将CuS转化成CuSO4，再还原炼铜
D．电解熔融的三氧化二铝炼铝
6．下列矿石的主要成分与化学式不符的是（）A．赤铁矿（Fe2O3） B．磁铁矿（Fe3O4）
C．黄铜矿（主要成分为CuZnS2） D．孔雀石﹝Cu(OH)2·CuCO3﹞
7．均能使Fe2O3还原成Fe的一组物质是（）A．CO、H2、C B．CO、O2、He
C．CO2、 H2O、O2 D．CO2、He、C
8．一种无色气体A与红热的炭反应，得到另一种无色气体B；B在高温下与氧化铁反应，又得到A。
则A、B分别为（） A．CO2、O2 B．CO、O2 C．CO2、CO D．CO 、CO2
9．把a g铁铝合金粉末溶于足量盐酸中，加入过量NaOH溶液。
过滤出沉淀，经洗涤、干燥、灼烧，得到红棕色粉末的质量仍为a g，则原合金中铁的质量分数为（）
A. 52.4%
B. 70%
C.47.6%
D.30%
【错题整理】
【问题反思】。