从自然界获取铁和铜(陆高对外公开课)

1、第二单元第二单元 铁、铜的获取及应用铁、铜的获取及应用陆家高级中学陆家高级中学 专题专题3猎户座流星雨景象猎户座流星雨景象 狮子座流星划过天空狮子座流星划过天空 陨铁陨铁天然铜天然铜磁铁矿常见的铁矿石常见的铁矿石赤铁矿 (Fe2O3) (Fe3O4)常见的铜矿石常见的铜矿石黄铜矿孔雀石（CuFeS2）Cu (CO3 ) Cu(OH) 2知识整理知识整理一、铁、铜的存在：一、铁、铜的存在： 铁、铜在自然界中主要以铁、铜在自然界中主要以 的形式存在于的形式存在于 自然界。常见的有磁铁矿（主要成分为自然界。常见的有磁铁矿（主要成分为 ）、赤）、赤铁矿（主要成分为铁矿（主要成分为 ）。常见的铜矿有黄铜

2、矿）。常见的铜矿有黄铜矿（主要成分为（主要成分为 ）、孔雀石（主要成分）、孔雀石（主要成分为为 ）等。）等。化合态化合态Fe2O3Fe3O4CuFeS2Cu (CO3 ) Cu(OH) 21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）2选用哪些还原剂？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。 交流与讨论交流与讨论Fe2O3FeH2 CO C生成铁的化学方程式生成铁的化学方程式生成铜的化学方程式生成铜的化学方程式铁矿石（化合态）铁矿石（化合态）铁单质（游离态）铁单质（游离态） 土炉里边堆上柴火，上面放上铁矿石，炼出的铁水顺炉内通土炉里边堆上柴火，上面放上铁矿石，炼

3、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。道汇聚于炉底，再从一小口流出，便可以作为生铁使用了。 古代炼铁古代炼铁C+O2=CO2CO2+C=2CO3CO+Fe2O3=2Fe+3CO2石灰石石灰石（1 1）原理：）原理：在高温下，用还原剂（主要是CO)从铁矿石中还原出铁。（2 2）设备：）设备：高炉高炉（3 3）原料：）原料：铁矿石，焦炭，石灰石，空气铁矿石，焦炭，石灰石，空气3CO+ Fe3CO+ Fe2 2O O3 3 2Fe+3CO2Fe+3CO2 2高温高温二、铁的冶炼二、铁的冶炼 （4）炼铁的主要反应过程：炼铁的主要反应过程：（4）炼铁的主要反应过程）炼铁的主

4、要反应过程 铁矿石的还原：铁矿石的还原：二二 、铁的冶炼、铁的冶炼还原剂的生成：还原剂的生成： 炉渣的形成：炉渣的形成：CO2CO2 （5）炼铁产品：）炼铁产品：含碳24.5的_，将生铁进一步炼制，就可以得到用途更广泛的_(含碳0.032) 生铁钢人类首先发现并应用的是铜而不是铁，人类首先发现并应用的是铜而不是铁，你知道为什么吗？你知道为什么吗？ ？地球上存在少量单质铜，单质铁只存在陨铁中地球上存在少量单质铜，单质铁只存在陨铁中铁的性质比铜活泼，铁的性质比铜活泼，容易氧化生锈容易氧化生锈铁铁的熔点（的熔点（1539）又比铜（）又比铜（1083 ）高得多，就使得它比铜难于熔炼高得多，就使得它比铜

5、难于熔炼【交流与讨论交流与讨论】 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，则化为铜曾青得铁，则化为铜。”意思是说铜盐遇到铁时，就有铜生成。湿法炼铜的过程：湿法炼铜的过程：含氧化铜的矿石含氧化铜的矿石 铜盐溶液铜盐溶液 铜铜酸酸铁铁二、铜的冶炼二、铜的冶炼2.高温冶炼黄铜矿：高温冶炼黄铜矿：1.湿法冶铜：湿法冶铜：3.生物炼铜：生物炼铜：（99.95%99.98%）（99.5%99.7%）二、铜的冶炼二、铜的冶炼黄铜矿黄铜矿(CuFeS2)高温冶炼高温冶炼粗铜粗铜电解精炼电解精炼高纯铜高纯铜原理：原理：CuSO4CuSCu （细菌、氧气）（铁）优点：优点：污染小、反应条件简单、即使

6、含量很低的矿石也能被利用。污染小、反应条件简单、即使含量很低的矿石也能被利用。 Fe+CuSO4= FeSO4+Cu总结总结铁（铁（ Fe）铜（铜（ Cu）存在存在形式形式主要主要矿石矿石冶炼冶炼方法方法主要主要流程流程游离态（陨铁）游离态（陨铁）主要化合态主要化合态游离态（少量）游离态（少量）主要化合态主要化合态高炉炼铁高炉炼铁（1）湿法炼铜）湿法炼铜（2）高温冶炼黄铜矿高温冶炼黄铜矿（3）生物炼铜等生物炼铜等磁铁矿（磁铁矿（Fe304）赤铁矿（赤铁矿（ Fe203 ）黄铜矿（黄铜矿（CuFeS2）孔雀石（孔雀石（CuCO3Cu(OH)2） 高炉中炼成生铁，生铁高炉中炼成生铁，生铁进一步炼制

7、成钢进一步炼制成钢高温冶炼得到含铜在高温冶炼得到含铜在99.599.7%的铜，电解精炼的铜，电解精炼得到纯度更高的铜得到纯度更高的铜金属存在冶炼方法NaMgAlFeCu很活泼金属较活泼和不活泼金属四、铜的冶炼方法小结四、铜的冶炼方法小结K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb（H）Cu Hg Ag电解法电解法热还原法热还原法热分解法热分解法1高炉炼铁用于还原氧化铁的还原剂是 （ ） A一氧化碳 B焦炭 石灰石 空气巩固练习巩固练习 A2炼铁时，加入石灰石的作用是 （ ） 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 石灰石用于除去铁矿石中的二氧化硅

8、 巩固练习巩固练习 3. 铁是地壳中含量很丰富的元素，也是生物体所必需的铁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：加入焦炭和石灰石。请填空： 写出磁铁矿主要成分的化学式写出磁铁矿主要成分的化学式写出赤铁矿被还原成铁的化学方程式写出赤铁矿被还原成铁的化学方程式写出生成还原剂的化学方程式写出生成还原剂的化学方程式写出除二氧化硅的化学方程式写出除二氧化硅的化学方程式Fe3043CO + Fe2O3 2Fe +3CO2C + O2 = CO2 ； C + CO2 = 2CO点燃高温CaCO3