从自然界中获取铁和铜

从自然界中获取铁和铜游离态形式的铁和铜铜在地壳中含量约为0.01%，少量以单质铜形式存在天然铜铁是自然界里分布最广的金属元素之一，在地壳中的质量约占5％左右，仅次于铝，游离态的铁只能从陨铁中得到。

陨铁1、铁元素、铜元素在自然界中的存在赤铁矿(Fe2O3)磁铁矿(Fe3O4)褐铁矿(Fe2O3·nH2O)黄铁矿(FeS2

)常见的铁矿石1、铁元素、铜元素在自然界中的存在毛赤铜矿(Cu2O

)蓝铜矿(Cu3(CO3)2(OH)2

)黄铜矿（CuFeS2）孔雀石(Cu2(OH)2CO3)常见的铜矿石赤铁矿(Fe2O3)黄铁矿(FeS2)

黄铜矿(CuFeS2)孔雀石[Cu2(OH)2CO3]磁铁矿(Fe2O3FeO)·

+3+2磁铁矿(Fe2O3FeO)·

+3+2+2+2+2这些矿石中的Fe、Cu的化合价均为正价，从价态变化角度来考虑如何得到Fe和Cu？Fe0Fe+2Fe

、+3Cu+2Cu0交流与讨论这些矿石中的Fe、Cu的化合价均降低，作氧化剂，需要使用还原剂。2、如何把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2Al+Fe2O3

==Al2O3+2Fe高温3H2+Fe2O3

==2Fe+3H2O3CO+Fe2O3

==2Fe+3CO2

Fe+CuCl2

==Cu+FeCl2

CO+CuO

==Cu+CO2

H2+CuO==Cu+H2O3、工业上是如何炼铁设备：高炉原料：铁矿石，焦炭，石灰石，空气思考下列问题:⑴CO是怎样形成的?⑵铁矿石是如何被还原的?⑶石灰石的作用是什么?3、工业上是如何炼铁

炼铁：铁矿石（化合态）→铁单质（游离态）（1）原料：铁矿石，焦炭，石灰石，空气（2）基本反应原理：3CO+Fe2O32Fe+3CO2高温利用氧化还原反应，在高温下，用还原剂（主要是CO)从铁矿石中还原出铁。（3）设备：高炉3、工业上是如何炼铁（4）炼铁的主要反应①产生还原剂：

C+O2→CO2CO2+C→2CO

②还原铁矿石：

Fe2O3+3CO

==

2Fe+3CO2

高温

③造渣（除脉石）：

CaCO3→

CO2+CaOCaO+SiO2→

CaSiO3

（熔剂：石灰石）（5）炼铁产品：生铁（6）炼铁和环保节能高炉煤气：CO、CO2、N2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3、原理：4、造渣：6、产品：生铁（含碳2%--4.5%）5、高炉煤气成分：N2COCO2等将生铁进一步炼制，可以得到用途更为广泛的钢（含碳量在0.03%—2%）石灰石作熔剂除掉SiO2归纳与总结将生铁进一步炼制，可以得到用途更为广泛的钢（含碳量在0.03%—2%）铁的合金生铁钢

C%

2%－4.5%

0.03%－2%其它杂质Si、Mn、S、P（较多）Si、Mn、S、P（较少）机械性能用途生铁和钢的比较生铁坚硬、耐磨、铸造性好但生铁脆，不能锻压,

可铸不煅坚硬、韧性大，可塑性好,可铸可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；钢有不同型号，应用不同如钢丝网、铆钉、锅炉等2.高温冶炼黄铜矿：1.湿法冶铜：Fe+CuSO4=FeSO4+Cu3.生物炼铜：（99.95%~99.98%）（99.5%~99.7%）黄铜矿粗铜精铜电解铜的冶炼：阅读课本，了解铜的冶炼方法。硫化铜硫杆菌

硫酸铜铜污染小、反应条件简单、低品位的矿石也可利用

细菌冶金又称微生物浸矿，是近代湿法冶金工业上的一种新工艺。它主要是应用细菌法溶浸贫矿、废矿、尾矿和大冶炉渣等，以回收某些贵重有色金属和稀有金属，达到防止矿产资源流失，最大限度地利用矿藏的一种冶金方法。目前细菌治金已发展成了一种重要的冶炼手段，利用此法可以来冶铜、铅、锌、等几十种贵重和稀有金属。资料细菌冶金交流与练习写出已经学过的，在产物中含有金属单质（如Na、Mg、Al、Hg等

）的化学方程式MgCl2Mg+Cl2↑2Al2O34Al+3O2

↑2HgO2Hg+O2↑CaCl2Ca+Cl2↑2NaCl2Na+Cl2↑

TiCl4+4NaTi+4NaCl等2AgI2Ag+I2金属冶炼的一般方法

归纳与总结1、热分解法：2HgO2Hg+O2↑

、

2Ag2O4Ag+O2↑2、热还原法：

（使用H2

、C、CO或“用活泼金属”还原）

CuO+H2Cu+H2OCuO+COCu+CO22CuO+C2Cu+CO2↑

2Al+Fe2O32Fe+Al2O33、电解方法:2Al2O34Al+3O2↑MgCl2Mg+Cl2↑4、湿法冶金：Fe+CuSO4=FeSO4+Cu5、生物冶金：含硫的铜矿→硫酸铜→炼铜KCaNaMgAlZnFeSn

Pb（H）CuHgAg电解法热还原法热分解法不同金属一般冶炼方法的选择KCaNaMgAl

ZnFeSn

Pb（H）Cu

HgAg

1.从金属利用的历史来看，先是青铜器时代，而后是铁器时代，铝的利用是近百年的事。这个先后顺序跟下列有关的是①地壳中的金属元素的含量②金属活动性顺序③金属的导电性④金属冶炼的难易程度⑤金属的延展性A.①③B.②⑤C.③⑤D.②④D巩固反馈

2.用一定量的铁和足量的稀硫酸及足量的CuO制取单质铜，有人设计了一下两种方案：若要制取相同质量的铜，并按照实验原则进行操作，则两者消耗的单质铁的量为（）A.一样多B.①多C.②多D.无法判断B巩固反馈3.上图是金属活动性顺序表中铜、锡、铁和铝元素被人类大规模开发、利用的大致年限。⑴选择编号填空：铝的利用比铜和铁晚得多，原因是

______；目前铝在多个领域替代易生锈的钢铁，其主要原因是

______。①铝的硬度小

②铝很活泼③地壳中铝的含量高

④铝的表面易生成致密的保护膜

②

④4．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④B巩固反馈5．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

巩固反馈6.根据下图所示实验室用一氧化碳还原氧化铁的实验装置，回答以下问题：①反应过程中发生的现象是

；②塑料袋的作用是

。巩固反馈巩固练习1.铁和铜在自然界中主要以_______的形式存在.工业上铁的冶炼是在_________中进行的，原料有_______、____、____、_______等。冶炼的过程将氧化铁_______单质铁的方程式为:______________________________。2.在高温下可还原氧化铁的化合物是(

)

A.焦炭

B.氢