高中化学 3.2.1 从自然界中获取铁和铜学案 苏教版必修

1、精选ppt专题专题3 3 从矿物到基础材料从矿物到基础材料第二单元第二单元 铁、铜的获取及应用铁、铜的获取及应用精选ppt学点二学点二学点三学点三学点一学点一精选ppt1.高炉炼铁过程中发生的化学反应有哪些？焦炭的作用是什高炉炼铁过程中发生的化学反应有哪些？焦炭的作用是什么？石灰石的作用是什么？么？石灰石的作用是什么？2.湿法炼铜的原理？工业上如何制粗铜？如何制精铜？湿法炼铜的原理？工业上如何制粗铜？如何制精铜？ =。用高温冶炼黄。用高温冶炼黄铜矿制粗铜，通过电解精炼粗铜得精铜。铜矿制粗铜，通过电解精炼粗铜得精铜。 =；=，=。焦炭与。焦炭与O O2 2反应放热反应放热，提供炼铁所需热量，同时

2、生成，提供炼铁所需热量，同时生成COCO还原剂，还原还原剂，还原FeFe2 2O O3 3。石灰。石灰石的作用是将脉石变成炉渣石的作用是将脉石变成炉渣高温高温精选ppt学点一学点一 铁、铜的使用和存在铁、铜的使用和存在阅读课本，完成下列填空：阅读课本，完成下列填空：人类最早使用的金属有人类最早使用的金属有 、 等，它们都直等，它们都直接来源于接来源于 ，如，如“天石天石”即即 。2.铁、铜的存在铁、铜的存在铁和铜在自然界中主要以铁和铜在自然界中主要以 态的形式存在。常态的形式存在。常见的铁矿有见的铁矿有 （主要成分为（主要成分为） 、（主要成分是（主要成分是F）等，常见的铜矿有）等，常见的铜矿

3、有 （主（主要成分为要成分为CFS） 、（主要成分是、（主要成分是CC（OH）等。）等。孔雀石孔雀石 自然界自然界陨石陨石化合化合磁铁矿磁铁矿赤铁矿赤铁矿黄铜矿黄铜矿精选ppt工业上铁的冶炼在工业上铁的冶炼在 中进行，原料有中进行，原料有 、 、 、 等。发生的化学反应等。发生的化学反应有有 ， ， ， ， ；分析属于氧化还原反应；分析属于氧化还原反应的有的有 ，还原剂为，还原剂为 。学点二学点二 铁、铜的冶炼铁、铜的冶炼高炉高炉铁矿石铁矿石焦炭焦炭空气空气石灰石石灰石C+O2=CO2点燃点燃CO2+C=2CO高温高温3CO+Fe2O3=3CO2+2FeCaCO3=CaO+CO2高温高温高温高

4、温CaO+SiO2=CaSiO3C、C、CO精选ppt 。将生铁进一步冶炼得到钢，钢是将生铁进一步冶炼得到钢，钢是 。 ，得到的粗铜中有，得到的粗铜中有 、 、 、 等杂质，进一步电解得精铜。等杂质，进一步电解得精铜。含碳含碳2%2%4.5%4.5%的铁合金的铁合金含碳含碳0.03%0.03%2%2%的生铁的生铁黄铜矿黄铜矿AgAgAuAuFeFeZnZn精选ppt【例【例1】铁是地壳中含量很丰富的元素，也是生物体内所必】铁是地壳中含量很丰富的元素，也是生物体内所必需的元素。自然界中铁矿石主要有赤铁矿和磁铁矿。金需的元素。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

5、加入铁矿石外，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。请填写：还需加入焦炭和石灰石。请填写： （1）写出赤铁矿主要成分的化学式）写出赤铁矿主要成分的化学式 。 （2）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 。 （3）写出焦炭在高炉中参与反应的两个化学方程式）写出焦炭在高炉中参与反应的两个化学方程式 。 （4）写出）写出3所参与反应的两个化学方程式所参与反应的两个化学方程式 。3=2、23232=2高温高温C+O2=CO2点燃点燃CO2+C=2CO高温高温高温高温2=3（炉渣）（炉渣）高温高温精选ppt【解析】【解析】（2）高炉炼铁时，与

6、都能还原出，）高炉炼铁时，与都能还原出，与的反应是主要反应。与的反应是主要反应。（3）高炉中燃烧放出大量的热，）高炉中燃烧放出大量的热，被还原为被还原为 为了产生，炼铁必须加过量。为了产生，炼铁必须加过量。（4）加入）加入CCO的目的，是为了除去脉石（的目的，是为了除去脉石（SO）。精选ppt对应训练对应训练1.高炉炼铁生产中，下列各说法正确的是高炉炼铁生产中，下列各说法正确的是 ( )2 D.用于冶炼生铁的矿石主要有磁铁矿、赤铁矿和黄铁矿用于冶炼生铁的矿石主要有磁铁矿、赤铁矿和黄铁矿 A精选ppt【例【例2】冶炼金属有下列四种方法：】冶炼金属有下列四种方法：焦炭法焦炭法水煤气（或水煤气（或，

7、或）法，或）法活泼金属置换法活泼金属置换法电解法，四种方电解法，四种方法在工业上均有应用。古代有：（一）火烧孔雀石炼铜法在工业上均有应用。古代有：（一）火烧孔雀石炼铜（二）湿法炼铜。现代有：（三）铝热法炼铬（四）从（二）湿法炼铜。现代有：（三）铝热法炼铬（四）从光卤石中炼镁光卤石中炼镁。 对它们的冶炼方法的分析中不正确的是对它们的冶炼方法的分析中不正确的是 （ ） A.（一）（一） B.（二）（二） C.（三）（三） D.（四）（四）【解析】【解析】火烧孔雀石炼铜利用了热还原法，湿法炼铜为火烧孔雀石炼铜利用了热还原法，湿法炼铜为=，铝热法炼铬利用了铝热反，铝热法炼铬利用了铝热反应，从光卤石中炼

8、镁利用电解法，因此项错。应，从光卤石中炼镁利用电解法，因此项错。精选ppt2.下列金属冶炼的反应原理，错误的是下列金属冶炼的反应原理，错误的是 ( ) A.（熔融）（熔融）= B.= D.=对应训练对应训练通电通电高温高温B精选ppt（1）物理性质：铁是一种可被磁铁吸引的银白色金属，）物理性质：铁是一种可被磁铁吸引的银白色金属，纯铁的熔点较高（纯铁的熔点较高（1535 ），防腐能力强。密度为），防腐能力强。密度为7.83 gcm-3，是电和热的良导体。但是通常炼制的铁中含有碳等杂质，是电和热的良导体。但是通常炼制的铁中含有碳等杂质，使铁的熔点降低，防腐能力大大下降。使铁的熔点降低，防腐能力大大

9、下降。（2）化学性质：铁是活泼的金属，在自然界中只有化合）化学性质：铁是活泼的金属，在自然界中只有化合态形式，如磁铁矿（态形式，如磁铁矿（Fe3O4），赤铁矿（），赤铁矿（Fe2O3）等。）等。与非金属单质反应：与非金属单质反应：3Fe+2O2= （Fe2O3FeO），），2Fe+3Cl2= ，学点三学点三 铁、铜的性质铁、铜的性质点燃点燃点燃点燃Fe3O42FeCl3精选ppt2Fe+3Br2=2FeBr3，Fe+I2=FeI2 Fe+S= 。高温与水蒸气反应：高温与水蒸气反应：3Fe+4H2O（g）=Fe3O4+4H2。与酸反应：强氧化性酸：常温下浓硫酸和浓硝酸使铁钝化。与酸反应：强氧化性

10、酸：常温下浓硫酸和浓硝酸使铁钝化。非强氧化性酸：铁与酸反应有氢气放出。非强氧化性酸：铁与酸反应有氢气放出。与某些盐溶液反应：如与某些盐溶液反应：如Fe+CuSO4= ，Fe+2FeCl3 =3FeCl2等。等。 （1）物理性质）物理性质 铜是铜是 ，是电和热的良导体，广泛用，是电和热的良导体，广泛用作导线，密度为作导线，密度为8.9 gcm-3。高温高温FeSCu+FeSO4紫红色的金属紫红色的金属精选ppt（2）化学性质）化学性质铜是较不活泼的金属，自然界中有少量的单质铜存在，铜是较不活泼的金属，自然界中有少量的单质铜存在，大部分是化合态如黄铜矿（大部分是化合态如黄铜矿（CuFeS2），孔雀

11、石（），孔雀石（CuCO3Cu（OH）2）等。）等。铜在一定条件下可发生如下反应：铜在一定条件下可发生如下反应：与非金属单质反应：与非金属单质反应：2Cu+O2= (黑色黑色)，Cu+Cl2= （棕黄色的烟），（棕黄色的烟），2Cu+S= （黑色）。（黑色）。与某些盐溶液反应：与某些盐溶液反应：Cu+2FeCl3 =2FeCl2+CuCl2，Cu+2AgNO3= 。2Ag+Cu（NO3）22CuOCuCl2Cu2S精选ppt【例【例3】下列物质中，不能由】下列物质中，不能由Fe跟非金属单质直接化合而成的跟非金属单质直接化合而成的是是 ( )3O4323.常温下，不能用铁制容器存放的物质是常温下

12、，不能用铁制容器存放的物质是( )2SO434D【解析】铁和氯气反应生成【解析】铁和氯气反应生成FeClFeCl3 3，D D项符合题意。项符合题意。对应训练对应训练C精选ppt1.工业上是怎样冶炼铁的？工业上是怎样冶炼铁的？试从原料、反应设备、反应原理、设备流程、生铁成试从原料、反应设备、反应原理、设备流程、生铁成分等角度进行探究。分等角度进行探究。铁的冶炼铁的冶炼（1）原料：铁矿石、焦炭、空气、石灰石）原料：铁矿石、焦炭、空气、石灰石（2）反应设备：炼铁高炉）反应设备：炼铁高炉（3）反应原理：用还原剂将铁从其化合物中还原出来）反应原理：用还原剂将铁从其化合物中还原出来= 点燃点燃高温高温高

13、温高温精选ppt=（炉渣）（炉渣）（4）工艺流程：从高炉下方鼓入空气与焦炭反应产生一）工艺流程：从高炉下方鼓入空气与焦炭反应产生一氧化碳并放出大量的热。氧化碳并放出大量的热。炉渣的密度比铁水的小，故浮在铁水表面上，从而分离炉渣的密度比铁水的小，故浮在铁水表面上，从而分离得铁水。得铁水。（5）生铁：含碳量）生铁：含碳量4.5，钢：含碳量。，钢：含碳量。由于金属的化学活动性不同，金属离子得到电子还原成由于金属的化学活动性不同，金属离子得到电子还原成金属原子的能力也就不同，因此必须采用不同的冶炼方法。金属原子的能力也就不同，因此必须采用不同的冶炼方法。高温高温高温高温精选ppt（2）热还原法：用还原

14、剂（、）热还原法：用还原剂（、等）、等）还原金属氧化物，适合于金属活动性介于还原金属氧化物，适合于金属活动性介于之间的之间的大多数金属的冶炼。如：大多数金属的冶炼。如：=或或 CuO+C=Cu+CO高温高温高温高温高温高温高温高温高温高温（2）热分解法：适合用于冶炼金属活动性较差的金属，）热分解法：适合用于冶炼金属活动性较差的金属，如汞和银：如汞和银：=精选ppt（3）电解法：适合冶炼金属活动性很强的金属（一般）电解法：适合冶炼金属活动性很强的金属（一般是在金属活动性顺序表中排在铝前边的金属）。只能用电解是在金属活动性顺序表中排在铝前边的金属）。只能用电解其熔融盐或氧化物的方法。如：其熔融盐或氧化物的方法。如：=电解电解电解电解3.3.铁、铜性质比较铁、铜性质比较（1 1）物理性质）物理性质不同点：铁不同点：铁银白色，质软，易被磁化；银白色，质软，易被磁化；铜铜紫红色，导电性比铁好。紫红色，导电性比铁好。精选ppt铁铁铜铜与非金与非金属单质属单质与与ClCl2 2生成生成FeClFeCl3 3生成生成CuClCuCl2 2与氧气与氧