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1、铁、铜的获取及应用,铁、铜是人类使用最早、应用最广泛的两种金属,铁、铜的存在及使用历史,司母戊鼎,铜钱,匕首,剑,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,一、铁、铜在自然界中的存在：,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。,化合态,陨铁(天石),含有铁的矿石主要有哪些？含有铜的矿石主要哪些？,你知道吗,1、常见的铁矿石,磁 铁 矿(Fe3O4),赤 铁 矿(Fe2O3),褐 铁 矿(Fe2O3nH2O ),黄 铁 矿(FeS2 ),菱 铁 矿 FeCO3,2、常见的铜矿石,黄铜
2、矿(CuFeS2 ),蓝铜矿(Cu3(CO3)2(OH)2 ),孔雀石(Cu2(OH)2CO3 ),毛赤铜矿(Cu2O ),斑铜矿 Cu5FeS4,辉铜矿 CuS,中国古代何时能够制造出精美的青铜器?何时会冶铁炼钢?,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.,二、铁的冶炼,戍王方鼎 西周早期 高28.5cm 口径18.1cm 美国纳尔逊美术馆藏,刖人守门方鼎 西周中期 高17.7cm 口长9.2cm 宽11.9cm 1976年12月陕西扶风庄白村周窖藏出土，周原博物馆藏,1、如何将铁、铜从“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
3、成铁的反应,生成铜的反应,交流、讨论,2、上述反应中，在实验室或在工业上实际应用的有哪几种？,原理： 原料：,1、实验室制取少量的铁粉,3H2+Fe2O3 2Fe+3H2O,或:3CO+Fe2O3 2Fe+3CO2,3H2（或CO）、氧化铁,基本原理:金属氧化物被还原剂还原。,还原剂,氧化剂,是否有其他还原剂还原Fe2O3？,碳粉、氢气、铝粉等,2、工业上炼铁：,1.原料：,铁矿石、焦炭、空气、石灰石,2.设备：,3.原理：,炼铁高炉（又称沸腾炉）,铁矿石（化合态）铁单质（游离态）,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。,鞍钢2000立方米高炉外景图,120吨转
4、炉炼钢时的情景,高炉结构图,C,+O2=CO2,CO2+C=2CO,3CO+Fe2O3 =2Fe+3CO2,4.具体步骤 ：,还原剂的生成：,铁矿石的还原：,炉渣的形成：（熔剂：石灰石,除脉石）,产品与再加工：生铁 钢 合金,CO、CO2、N2,高炉煤气：,生铁和钢的比较,2%4.3%,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,钢与铁的主要区别,1、主要是含碳量不同,C,铁,钢,2 4.5 ,0.03 2 ,、钢用途更广,、钢冶炼主要是减低含碳量,三、铜的冶炼：,1.高温冶炼黄铜矿：,2.湿法冶铜：Fe+Cu
5、SO4= FeSO4+Cu,3.生物炼铜：含硫的铜矿硫酸铜炼铜,(CuFeS2),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,MgCl2 Mg+Cl2 ,2Al2O3 4Al+3O2 ,2HgO 2Hg+O2 ,CaCl2 Ca+Cl2 ,2NaCl 2Na+Cl2,TiCl4 +4Na Ti+4NaCl 等,2AgI 2Ag+I2,很活泼金属,较活泼和较 不活泼金属,金属冶炼方法比较:,海水中NaCl,海水中MgCl2,铝土矿中Al2O3,赤铁矿 、磁铁矿 等,黄铜矿 、孔雀石 等,电解,电解,电解,还原剂还原,还原剂还原,K Ca Na M
6、g Al Zn Fe Sn Pb（H）Cu Hg Ag,电解法,热还原法,热分解法,不同金属一般冶炼方法的选择,K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb（H）Cu Hg Ag,1、热分解法：2HgO 2Hg+O2 、 2Ag2O 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 4、湿法冶金：Fe+CuSO4= FeSO4+Cu 5、生物冶金：含硫的铜矿硫酸铜炼铜,冶炼金属一般有下列四种方法：焦炭法；水煤气法（H2 或CO）；活泼金属置换法；电解法。四种方法均有应用。古代有：火烧孔雀石炼铜；湿法冶金术炼铜；现代有：铝热法炼铬；从光卤石（KClMgCl26H2O ）中炼镁。下列对它们的冶炼方法的分析中，不正确的是（ ） A用 B用 C用 D用,B,铁矿石的成分和种类,铁矿石,脉石和硫磷杂质,铁化合物,Fe3O4(磁铁矿石),Fe2O3(赤铁矿石),2Fe2O33H2O(褐铁矿石),FeCO3(菱铁矿石),
