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)
赤铁矿（Fe2O3）
天然铜
黄铜矿（CuFeS2）
孔雀石（CuCO3•Cu(OH)2）
古人对铁的使用
现代对铁的使用
古人对铜的使用
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 % ）
K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb（H）Cu Hg Ag
电解法
热还原法
热分解法
课堂练习：
化合态 1.铁和铜在自然界中主要以_______的形式存在。工 炼铁高炉 业上铁的冶炼是在_________中进行的，原料有
焦炭 空气 石灰石 铁矿石 、____、____、_______等。冶炼的过程将 _______
原料: 黄铜矿（CuFeS2）
高温冶炼
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）
含量 存在 形式 主要 矿石 化合态转化 为游离态 多
铜（ Cu）
少
游离态（陨铁） （少量），主要化合态
磁铁矿（Fe3O4）、赤铁矿（ Fe2O3 ） Δ 3H2 + Fe2O3 ══ 2Fe + 3H2O Δ 3CO + Fe2O3 ══ 2Fe +3CO2
C 催化剂
4Ag+O2↑中，Ag2O作
B 氧化剂
D 溶剂
课堂练习： 4．高温下可用于还原氧化铁的化合物( D 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
氧化铁还原为单质铁的方程式为： Fe2O3+3CO 高温 2Fe+3CO2 ______________________。
课堂练习：
2．在化学反应：Fe3O4＋3H2 作 B A 还原剂 B 氧化剂
高温
3Fe＋4H2O中，Fe3O4
C 催化剂
（ AB ）
D 溶剂
Δ
Hale Waihona Puke 3．在化学反应：2Ag2O A 还原剂
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
课后作业：
1.交送作业：课本P72《交流与讨论》 （有离子方程式的要写离子方程式）
2.《同步练习》P59~60
——奥斯卡· 王尔德
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
C+O 3、原理： 2 === CO2 (燃烧提供大量的热) C+CO2 === 2CO（产生炼铁的还原剂CO ） Fe2O3+2CO === 2Fe+2CO2（铁矿石提供铁元素)
高温
2Fe + 3CO2
2Fe + Al2O3 Fe + ZnSO4
CO + CuO
C + 2CuO Fe + CuSO4
Δ
Δ
Cu + CO2
2Cu + CO2↑ Cu + FeSO4
理就相信。他说： “也对，一口吃不成个大胖子，就一锅一锅煮吧。”
......
有庆对着队长喊： “煮钢铁桶里要放上水。” 大伙听了都笑，队长说： “放上水？你小子是想煮肉吧。” 有庆听了这话也嘻嘻笑，他说： “要不钢铁没煮成，桶底就先煮烂啦。”
谁知队长听了这话，眉毛往上一吊，看着我说：
“福贵，这小子说得还真对。你家出了个科学家。” ——余华 《活着》
以己之昏昏,焉能使人之昭昭。 —— 《孟子· 尽心下》 I am not young enough to know everything ！
——Oscar Wilde
我还没年轻到一无所知的地步！
古人对铜的使用
金属的冶炼
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（课本P72表3-3）
生成铁的化学方程式
3H2 + Fe2O3 Δ 2Fe + 3H2O
生成铜的化学方程式
H2 + CuO Δ Cu + H2O
3CO + Fe2O3 Δ
2Al + Fe2O3 Zn + FeSO4