第二单1元从自然界获取铁和铜

专题3：第二单元铁、铜的获取从自然界获取铁和铜

你在日常生活中见到过哪些金属制品？这些金属制品中，哪些含有铁和铜？交流与讨论这些东西有哪些相似的物理性质？导电、导热、有延展性、有光泽

中国古代何时能够制造出精美的青铜器?何时会冶铁炼钢?你知道吗?

商朝,就能够制造出精美的青铜器,春秋战国时期就会冶铁炼钢.1、根据金属活动性顺序，铁属于

金属、铜属于

金属（填活泼、比较活泼、不太活泼、极不活泼）。2、自然界中，铁和铜主要以

(填“游离态”或“化合态”)形式存在，也有少量的铁、铜单质存在，其中铁单质主要只存在于

中

。交流与讨论比较活泼不活泼化合态陨铁(天石)

3、含有铁的矿石主要有哪些？含有铜的矿石主要哪些？一、自然界中存在的铁由于铁的化学性质比较活泼，在自然界往往以化合态形式存在。自然界中的铁单质只能存在在从天而降的陨石中，古代称为“天石”。磁铁矿Fe3O4赤铁矿Fe2O3二、工业炼铁方法：

1、如何将铁从“化合态”转化为“游离态”？根据已学过的知识，你能写出多少种上述转化的化学方程式。生成铁的反应：原理（方程式）：

原料：2、实验室制铁：装置与仪器：操作步骤与注意事项：3H2+Fe2O3

2Fe+3H2O

或:3CO+Fe2O3

2Fe+3CO2

H2（或CO）、氧化铁

CO澄清石灰水Fe2O3ACB

1、这是关于气体的实验，实验前必须

。

2、A处玻璃管内所发生反应的化学方程式为

。在C处点燃气体的目的是

。检查气密性点燃多余的一氧化碳，避免污染空气3、待氧化铁完全反应后，停止加热A处，在断开A、B之前应若不继续通入一氧化碳，可能出现的后果是石灰水回流至A处玻璃管中，导致玻璃管炸裂；反应生成的铁被氧化继续通入一氧化碳至A处玻璃管冷却原理（方程式）：原料：设备：3、工业上是如何冶炼生铁的

Fe2O3+3CO2Fe+3CO2

铁矿石、焦炭、石灰石和空气高炉在高温下，用还原剂(主要是CO)把铁从铁矿石里还原出来高炉结构图C+O2=CO2CO2+C=2CO3CO+Fe2O3=2Fe+3CO2炼铁的主要反应过程①产生还原剂：C+O2==CO2CO2+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+CaOCaO+SiO2==

CaSiO3

（熔剂：石灰石）高温高温高温高温高温炼铁产品：生铁炼铁和环保节能高炉煤气：CO、CO2、N2除杂：CO(CO2)CO2(CO)灼热的碳层灼热的氧化铜生铁和钢的比较2%—4.5%0.03%—2%硅锰(较多)硫磷(较多)硅锰(适量)硫磷(较少)可铸不可锻可铸,可锻,可压延硬而脆硬而韧,有弹性4、铁合金的性质1、高炉煤气的主要成分是什么？如何处理高炉煤气？问？2、炼铁中为什么要用石灰石？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？四、铜在自然界存在的铜矿石：黄铜矿CuFeS2孔雀石：CuCO3.Cu(OH)2天然铜五、工业炼铜简介铜矿石中铜的含量在1%左右（0.5%～3%）的便有开采价值，因为采用浮选法可以把矿石中一部分脉石等杂质除去，而得到含铜量较高（8%～35%）的精矿砂。从铜矿石冶炼铜的过程比较复杂。以黄铜矿为例，首先把精矿砂、熔剂（石灰石、砂等）和燃料（焦炭、木炭或无烟煤）混合，投入“密闭”鼓风炉中，在1000℃左右进行熔炼。于是矿石中一部分硫成为SO2（用于制硫酸），大部分的砷、锑等杂质成为As2O3、Sb2O3等挥发性物质而被除去：2CuFeS2＋O2＝Cu2S＋2FeS+SO2↑一部分铁的硫化物转变为氧化物：2FeS+3O2＝2FeO+2SO2↑Cu2Ｓ跟剩余的FeS等便熔融在一起而形成“冰铜”（主要由Cu2S和FeS互相溶解形成的，它的含铜率在20%～50%之间，含硫率在23％～27%之间），FeO跟SiO2形成熔渣：FeO+SiO2＝FeSiO3熔渣浮在熔融冰铜的上面，容易分离，借以除去一部分杂质。然后把冰铜移入转炉中，加入熔剂（石英砂）后鼓入空气进行吹炼（1100℃～1300℃）。由于铁比铜对氧有较大的亲和力，而铜比铁对硫有较大的亲和力，因此冰铜中的FeS先转变为FeO，跟熔剂结合成渣，而后Cu2S才转变为Cu2O，Cu2O跟Cu2S反应生成粗铜（含铜量约为98.5%）。

2Cu2S＋3O2＝2Cu2O+2SO2↑2Cu2O+Cu2S＝6Cu+SO2↑

再把粗铜移入反射炉，加入熔剂（石英砂），通入空气，使粗铜中的杂质氧化，跟熔剂形成炉渣而除去。在杂质除到一定程度后，再喷入重油，由重油燃烧产生的一氧化碳等还原性气体使氧化亚铜在高温下还原为铜。得到的精铜约含铜99.7%。知识拓展2、生物炼铜请同学们阅读课本P71的相关内容，用笔画出重点的字词。1、电解精炼铜99.95%~99.98%归纳：工业炼铜的主要方法：2、生物炼铜：含硫的铜矿硫酸铜→炼铜1、高温冶炼黄铜矿→电解精炼2．高温下可用于还原氧化铁的化合物是()A.焦炭B.氢气C.二氧化碳D.一氧化碳１．在化学反应：Fe3O4＋3H23Fe＋4H2O中，Fe3O4作

A

还原剂B

氧化剂C

催化剂D

溶剂BD练习平台：4．在含有Cu(NO3)2

、Mg(NO3)2

和AgNO3的溶液中加入适量锌粉，首先置换出的是（）

A.MgB.CuC.AgD.H23．西汉时期发现、宋朝初期应用于生产的湿法冶金术的反应原理是（）A．CuO+H2Cu+H2OB．CuO+COCu+CO2

C．Fe+CuSO4FeSO4+CuD．2Cu2O+Cu2S6Cu+SO2CC5．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（）A．Ⅰ用①B．Ⅱ用②C．Ⅲ用③D．Ⅳ用④B6．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：①写出磁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：

。③写出焦炭在高炉中参与反应的两个化学方程式：

。④写出CaCO3所参与反应的两个化学方程式：

。Fe3O4

Fe2O3+3CO2Fe+3CO2

C+O2CO2CO2+C2CO

CaCO3CaO+CO2↑CaO+SiO2CaSiO3

8．除去下列物质中混有的少量杂质应用怎样化学方法，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）FeCl3溶液中混有FeCl2:

、

。（4）FeCl2溶液中混有CuCl2

、

。加入过量盐酸Fe＋2H＋＝Fe2＋＋H2↑

加入过量NaOH2Al＋2OH－＋2H2O＝2AlO2－＋3H2↑

通入Cl22Fe2＋＋Cl2＝2Fe3＋＋2Cl－

加入过量FeCu2＋＋Fe＝Fe2＋＋Cu

二、铁的物理性质：１.银白色,有金属光泽,质软;2.具有良好的延展性;3.是电和热的良导体;5.特性: