从自然界中获取铁与

我国大型铁矿有：辽宁鞍山、湖北大冶、 四川攀枝花，安徽省马鞍山
一、铁的冶炼 铁矿石（化合态）→铁单质（游离态）
（1）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。 （2）原料：铁矿石，焦炭，石灰石，空气 （3）设备：高炉
从矿物到基础材料
从自然界中获取铁与铜
2015年天象“压轴大戏”双子 座流星雨于12月15日凌晨爆发
世界第三大铁陨石掉在新疆北部阿勒泰地区，重达30吨
陨铁属于陨石的一种，含铁80%以上，常常还含镍，以 金属状态出现。据史料记载，人类最早发现和使用的铁， 就是天空中落下来的陨铁。在很久以前，人们就曾用这 种天然铁制作过刀刃和饰物。在埃及、西南亚等一些文 明古国所发现的最早的铁器，都是由陨铁加工而成的
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
谢 谢 大 家!
问题3、含有铁的矿石主要有哪些？含有铜的矿 石主要哪些？
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。
冶炼厂出 来的铜块
黄铜矿(CuFeS2 )
孔雀石(Cu2(OH)2CO3 ) CuCO3●Cu(OH)2
金属冶炼的一般方法
1、热分解法：2HgO 2Ag2O 2Hg+O2↑ 、 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↑
高温
③造渣（除脉石）： CaCO3 = CO2+CaO CaO+SiO2 = CaSiO3 （熔剂：石灰石）
（5）炼铁产品：生铁
生铁和钢的比较
铁的合金
C% 其它杂质
生铁
2%－4.5% Si、Mn、S、P（较多）
钢
0.03%－2% Si、Mn、S、P （较少）
坚硬、韧性大，可塑性好, 可铸可煅
机械性能 坚硬、耐磨、铸造性好，硬而脆，
练习：
1、高炉煤气的主要成分是什么？如何处理高炉 煤气？ CO、CO 、N
2 2
2、炼铁中石灰石的作用？
除脉石
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？
4、炼铁中得到的铁是纯铁吗？
一
、铁的冶炼
（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） 高温 ②还原铁矿石： Fe2O3+3CO 2Fe+3CO2 （铁矿石）
5、粗铜的精炼
还原
Cu
粗铜
电解
精铜
（99.5%~99.7%） （99.95%~99.98%）
总结
含量
存在 形式
铁（ Fe）
多
铜（ Cu）
少
游离态（陨铁） 主要化合态
磁铁矿（Fe304） 赤铁矿（ Fe203 ）
游离态（少量） 主要化合态
黄铜矿（CuFeS2） 孔雀石（CuCO3•Cu(OH)2）
主要 矿石
生成铁、铜的反应原理
利用氧化还原反应，用还原剂 将铁、铜从化合物中还原出来。
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
电解法
热还原法
热分解法

铁的化合物 + 还原剂

铁 + 另一产物
2Fe+ Al2O3
Fe2O3 + 2Al
高温

CuO+CO CuO+C CuO+H2
高温
Cu+CO2 Cu+CO2 Cu+H2O
高温

高温


铜的化合物 + 还原剂

CuCl2+Zn
Cu + ZnCl2
铜 + 另一产物
Cu + FeSO4
CuSO4+ Fe
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；
用途
钢有不同型号，应用 不同如钢丝网、铆钉、 锅炉等
炼铁和炼铜
二、铜的冶炼：
CO或C
1.火烧孔雀石 加热 CuCO3· Cu(OH)2
CuO
2.湿法冶铜：Fe+CuSO4= FeSO4+Cu 3.高温冶炼黄铜矿： 黄铜矿 4.生物炼铜：
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
源自文库
当堂练习
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 B A 还原剂 B 氧化剂 4Ag+O2↑中，Ag2O C 催化剂 D 溶剂
毛赤铜矿(Cu2O )
蓝铜矿(Cu2(CO3)2(OH)2 )
分组讨论
如何将铁、铜从化合态转化为游离态？
生成铁的化学方程式 生成铜的化学方程式

Fe2O3+3CO 2Fe2O3+3C
高温 2Fe+3CO
2
高温

4Fe+3CO2
高温

Fe2O3+3H2 FeCl2+Zn
高温
2Fe+3H2O Fe+ZnCl2
中国第一把陨铁剑铸造者—龙泉市古越剑铺 郑国荣大师。龙泉宝剑始制于春秋战国时期， 距今已有2600余年历史，龙泉宝剑以“坚 韧锋利，刚柔并寓，寒光逼人，纹饰巧致” 之特色而誉驰中外。
石器时代
青铜时代
多元材料时代
铁器时代
出土的铜器制品：
颐和园铜牛 汉代铜奔马
越王剑
司母戊铜方鼎
交流与讨论
铁和铜的存在
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，也存在少量游 离态的铜。除了天外坠至地球的陨铁外，自然界里不存 在游离态的铁 问题2：原始阶段使用量发展较快的是铜，而不是铁， 为什么？ 首先是由于天然的单质状态的铁在地球上非常稀少， 而且它容易氧化生锈，加上它的熔点（1812K）又比铜 （1356K）高得多，就使得它比铜难于熔炼。
化合态 转化为 游离态 冶炼 方法
H2 + CuO Δ ══ Cu + H2O Δ 3CO + Fe2O3 Δ ══ 2Fe +3CO Δ 2Fe + 3H O 2 CO + CuO ══ Cu + CO2 3H2 + Fe2O3 ══ 2 Δ 高温 C + 2 CuO ══ 2Cu + CO2 2Al + Fe2O3 ══ 2Fe + Al2O3 Zn + FeSO4 ══ Fe + ZnSO4 Fe + CuSO4 ══ Cu + FeSO4 （1）湿法炼铜 (2)火烧孔雀石 （3）高温冶炼黄铜矿 （4）电解精炼 （5）生物炼铜等