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1、铁、铜的获取及应用从自然界中获取铁和铜铁和铜的应用实例我国纪念1996年钢铁产量超亿吨而发行的邮票铁器时代铁器时代青铜时代青铜时代多元材料时代多元材料时代石器时代石器时代中国商代晚期的青铜器 其合金成分为：铜 84.77，锡11.44 ，铅2.76，其他0.9 。 是前已发现的中 国古代形体最大和最重 的青铜器，在世界上也 是仅见的，反映出商代 青铜冶铸业具有极高水 平。司母戊鼎汉代铜镜汉代铜奔马铜钱圆明园十二生肖铜首铁弯锄铁镢头铁灯铁熨斗中国历史博物馆收藏的宋辽时期铁器铜柄铁剑 1957年甘肃省灵台县 景家庄出土 此剑柄用 青铜铸成, 剑叶铁质。 这是中国迄今发掘出 土的最早的人工冶铁 制品
2、之一,证明至迟在 春秋早期,中国已经掌 握了冶炼生铁的先进 技术。 1972年在河北台西 村商代(公元前14世 纪)遗址中出土了一 件铁刃铜钺。经鉴 定，残刃中没有人 工冶铁的特征；镍 的分布表明,该刃为 陨铁制成，不可能 用人工冶铁获得。 铁刃铜钺一.铁、铜在自然界中的存在：地球上只存在少量单质铜 ，而铁单质只存在于陨石中。主要以化合态形式存在于自然界。铁、铜的存在人类最早 发现的铁 是从天空 落下来的 陨石，陨 石中含铁 的百分比 很高，是 铁和镍、 钴等金属 的混合物 。陈放在博物馆里面的陨石陈列于新疆地质矿产博物馆重达30 吨、世界排行第三(按重量)的大陨铁。 常见的铁矿石磁铁矿(Fe
3、3O4)赤铁矿(Fe2O3) 褐铁矿(Fe2O3nH2O )黄铁矿(FeS2 )天然的纯 铜，在大自然 中不多。到目 前为止，发现 最重的一块纯 铜为420吨。 冶炼厂出 来的铜块常见的铜矿石毛赤铜矿(Cu2O )黄铜矿（CuFeS2）孔雀石Cu2(OH)2CO3 蓝铜矿Cu3(CO3)2(OH)2 1、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。2、你知道如何将铁、铜从化合态转化为游 离态吗？交流与讨论化合态陨铁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+2
4、Fe高温3H2+Fe2O3 = 2Fe+3H2O3CO+Fe2O3 = 2Fe+3CO2 Fe+CuCl2 = Cu+FeCl2CO+CuO = Cu+CO2 H2+CuO = Cu+H2O 高温3C+2Fe2O3 = 4Fe+3CO2 C+2CuO = 2Cu+CO2 C+2CuO = 2Cu+CO2 二.铁的冶炼铁的冶炼现代工业炼铁阅读课本P72，用化学方程式回答下列问题: CO是怎样形成的? 铁矿石是如何被还原的? 石灰石的作用是什么?C + O2 = CO2C + CO2 = 2CO点燃高温Fe2O3 + 3CO = 2Fe + 3CO2高温CaCO3 = CaO + CO2SiO2
5、+ CaO = CaSiO3(炉渣)高温高温现代工业炼铁1、原料：铁矿石、焦炭、空气、石灰石等。2、设备：炼铁高炉3、原理：C + O2 = CO2(放出大量的热)C + CO2 = 2CO（得到还原剂）Fe2O3 + 3CO = 2Fe + 3CO2点燃高温高温4、造渣：CaCO3 = CaO + CO2SiO2 + CaO = CaSiO3(炉渣的主要成分)高温高温6、产品：生铁（含碳2%-4.5%）5、高炉煤气成分：N2 CO CO2等高炉结构图高炉结构图C+O2=CO2CO2+C=2CO3CO+Fe2O3 =2Fe+3CO2问题1：原料中焦炭和石灰石的作用是什么？ 焦炭的作用是作燃料提
6、供大量的热和形成炼 铁的还原剂。石灰石的作用是做熔剂，降低SiO2的熔点， 用来除去难熔化的脉石 问题2：高炉煤气能否直接排放？怎么处理？ 高炉煤气不可直接排放。必须净化处理 并加以综合利用。问题3：炼铁中得到的铁是纯铁吗？生铁与钢比较铁铁合金生铁铁钢钢含碳量其它杂杂 质质 机械性能机械加工2%-4.5%0.03%-2%Si、Mn、S、P(少)Si、Mn、S、P(多)质硬而脆,无韧性硬而韧、塑性好、有弹性可铸不可锻可铸、可锻、可压延（三）（三） 铁合金的性质铁合金的性质为了防锈又在合金中加入铬和镍，这种钢称为 不锈钢。不锈钢通常是指含铬量在1230%的合金 钢。不锈钢外观呈微灰色或银白色。结构
7、紧密，不 易氧化生成氧化铁，故有不锈之称。不锈钢是能抵 抗酸、碱、盐等腐蚀作用的合金钢的总称。常见的铁合金：不锈钢常见的铁合金：不锈钢阅读课本P73，归纳：工业炼铜 的主要方法铜的冶炼1.（99.95%99.98%）（99.5%99.7%）黄铜矿 粗铜 精铜 电解高温(CuFeS2)3.湿法冶铜：Fe+CuSO4= FeSO4+Cu2.生物炼铜：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。”意思是说铜盐遇到铁 时，就有铜生成。实质就是我们现在所说的：铁和可 溶性铜盐发生的置换反应。这一发现要比西方国家早 1700多年。在宋朝时采用这一方法炼铜已有相当规模 ，每年炼铜500
8、吨。这种炼铜方法在我国最早，是 湿法冶金的先驱。硫化铜矿石细菌O2硫酸铜自然界中的金属大都以化合态存在用化学的方法把化合态的金属变成游离态要考虑的问题三、金属的冶炼富集 矿石冶炼 方法如何 精炼简单，实用，节省的原则 1、热分解法2HgO = 2Hg + O22Ag2O = 4Ag + O2(一)冶炼方法的选择2热还原法高温高温高温Fe2O3+3CO = 2Fe+3CO2WO3+ 3 H2 = W+3H2OCr2O3+2 Al = 2Cr+Al2O33电解法2Al2O3=4Al+3O2通电通电2NaCl=2Na+Cl2通电MgCl2=Mg+Cl2K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn P
9、b（H）Cu Hg Ag电解法热还原法热分解法不同金属冶炼方法的选择K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb（H）Cu Hg Ag2HgO = 2Hg+ O2 Fe2O3+3CO 2Fe+3CO2高温MgCl2 = Mg+ Cl2 通电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 还原为单质铁的方程式为： _。化合态炼铁高炉铁矿石Fe2O3+3CO 2Fe+3CO2 高温焦炭空气石灰石巩固练习2.在高温下可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D3.下列情况中，能通过置换反应得
10、到铁的是（ ）A.铜与氯化亚铁溶液常温下混合B.一氧化碳通过灼热的三氧化二铁C.氢气通入硫酸亚铁溶液D.铝和四氧化三铁混合加热到高温D4.已知一些金属单质的发现与其金属活动性存在着某种 必然的联系，你认为下列事件发生在铁器时代之前的是 （ ） 金属铝的冶炼 青铜器时代 金银的使用 戴 维发现金属钠 15世纪中国使用锌铸币 A B C DB5.金属冶炼的实质是（ ）A金属元素失去电子 B金属元素获得电子C金属元素被还原了 D金属元素被氧化了BC 1.铁与盐酸反应 ; 2.铁在氯气中燃烧 ;3.铁与硫酸铜溶液反应 ;4.铜与硝酸银溶液反应 ;5. 、 ;6. 、 .请你写出下列反应的化学方程式，若是氧化还原反应 指出氧化剂、还原剂。你还知道有铁、铜参加的其他反应 吗？ 铁铜的单质的化学性质2Fe+3Cl2点燃2FeCl3点燃Cu+Cl2CuCl23Fe+2O2点燃Fe3O4不反应Fe+2HClFeCl2+H2Cu+2AgNO32Ag+Cu(NO3)2Fe+CuSO4FeSO4+Cu2Cu+O22CuO 与非金属反应与盐酸反应与盐溶液反应FeCu铜在反应中一般转化为+2价铜的化合物。铁跟氧化性较弱的氧化剂（如盐酸、硫酸铜溶液 等）反应转化为亚铁化合物。 铁跟氧化性较强的氧化剂（如氯气等）反应转化 为+3价铁的化合物。
