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1、第第1 1节节 从自然界获取铁和铜从自然界获取铁和铜专题3 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、铜的获取及应用铁元素在地壳中含量仅次于铝，约占地壳总量的铁元素在地壳中含量仅次于铝，约占地壳总量的铁元素在地壳中含量仅次于铝，约占地壳总量的铁元素在地壳中含量仅次于铝，约占地壳总量的4.75 %4.75 %含量：OSi Al Fe 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 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? 商朝商朝,就能够制造出精美的青铜器,春秋战国春秋战国时期就会冶铁炼钢.问题问题1 1：人类首先发现并应用的是
2、铜，其后是铁，：人类首先发现并应用的是铜，其后是铁，为什么？为什么？问题问题2 2：原始阶段使用量发展较快的是铜，而不：原始阶段使用量发展较快的是铜，而不是铁，为什么？是铁，为什么？铁是一种比较活泼的金属，铜是一种不太活泼的金铁是一种比较活泼的金属，铜是一种不太活泼的金属，所以属，所以铜比铁易冶炼铜比铁易冶炼自然界中，铜主要以化合态存在，自然界中，铜主要以化合态存在，也存在少量游离也存在少量游离态的铜。态的铜。除了天外坠至地球的陨铁外，自然界里不除了天外坠至地球的陨铁外，自然界里不存在游离态的铁存在游离态的铁交流与讨论问题问题3 3、含有铁的矿石主要有哪些？含有铜的、含有铁的矿石主要有哪些？含
3、有铜的矿石主要哪些？矿石主要哪些？从自然界获取铁和铜陨石陨石陨铁陨铁天石天石主要成分：单质铁主要成分：单质铁常见的铁矿石磁铁矿磁铁矿(Fe3O4)赤铁矿赤铁矿(Fe2O3) 褐铁矿褐铁矿(Fe2O3nH2O )黄铁矿黄铁矿(FeS2 )天天然然铜铜主要成分：单质铜主要成分：单质铜常见的铜矿石黄铜矿黄铜矿(CuFeS2 )毛赤铜矿毛赤铜矿(Cu2O )孔雀石孔雀石(Cu2(OH)2CO3 )CuCO3Cu(OH)2蓝铜矿(Cu3(CO3)2(OH)2 )2CuCO3Cu(OH)2交流、讨论与练习交流、讨论与练习 1、如何将铁、铜从、如何将铁、铜从“化合态化合态”转化转化为为“游离态游离态”？根据
4、已学过的知识，你？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。能写出多少种上述转化的化学方程式。生成铁的反应生成铁的反应生成铜的反应生成铜的反应交流、讨论交流、讨论 2、上述得到铁的反应中，在实、上述得到铁的反应中，在实 验室应用的有哪几种？验室应用的有哪几种？ 原理（方程式）：原理（方程式）： 原料：原料：实验室如何制取少量的铁粉实验室如何制取少量的铁粉装置与仪器：装置与仪器：步骤与注意事项步骤与注意事项：3H2+Fe2O3 2Fe+3H2O 或或:3CO+Fe2O3 2Fe+3CO2 H2（或（或CO）、氧化铁）、氧化铁 一一 工业工业炼铁：炼铁：铁矿石（化合态）铁矿石（化合态）
5、铁单质（游离态）铁单质（游离态）（1 1）基本反应原理：基本反应原理：利用氧化还原反应，在高温下，用还原剂利用氧化还原反应，在高温下，用还原剂（主要是（主要是CO)CO)从铁矿石中还原出铁。从铁矿石中还原出铁。（3 3）设备：炼铁高炉）设备：炼铁高炉（2 2）原料：）原料：铁矿石，焦炭，石灰石，空气铁矿石，焦炭，石灰石，空气Fe2O3+3CO 2Fe +3CO2 高炉结构图高炉结构图C+O2=CO2CO2+C=2CO3CO+Fe2O3=2Fe+3CO2 还原铁矿石：还原铁矿石： Fe2O3+3CO 2Fe+3CO2 （铁矿石）（铁矿石） 造渣（除脉石）：造渣（除脉石）： CaCO3 CO2+C
6、aO CaO+SiO2 CaSiO3高温高温高温高温 （4 4）炼铁的主要反应过程：炼铁的主要反应过程：产生还原剂：产生还原剂： C+O2CO2 CO2+C2CO （空气，焦炭）（空气，焦炭）问题问题1：原料中焦炭和石灰石的作用是什么？：原料中焦炭和石灰石的作用是什么？焦炭的作用是焦炭的作用是作燃料提供大量的热作燃料提供大量的热和和形成炼铁的还原剂形成炼铁的还原剂。石灰石的作。石灰石的作用是用是做熔剂。做熔剂。石灰石在高温下分解的氧化钙能与二氧化硅结合，生成石灰石在高温下分解的氧化钙能与二氧化硅结合，生成熔点比较低的硅酸钙。硅酸钙的密度较铁小，在高炉的下部成为炉渣，熔点比较低的硅酸钙。硅酸钙的
7、密度较铁小，在高炉的下部成为炉渣，漂浮在铁水的上面而与铁水分开。漂浮在铁水的上面而与铁水分开。 点燃高温高温 （熔剂：石灰石）（熔剂：石灰石）（5）炼铁产品：）炼铁产品：生铁生铁高炉煤气：高炉煤气：CO、CO2、N2炉渣：主要是炉渣：主要是CaSiO3问题问题2：高炉煤气能否直接排放？怎么处理？：高炉煤气能否直接排放？怎么处理？高炉煤气不可直接排放。必须净化处理高炉煤气不可直接排放。必须净化处理并加以综合利用。并加以综合利用。问题问题3：高炉煤气能够废物利用变为燃料，炉渣能高炉煤气能够废物利用变为燃料，炉渣能否也可废物利用？否也可废物利用？ 问题问题4：炼铁中得到的铁是纯铁吗炼铁中得到的铁是纯
8、铁吗不是，是生铁（含有一定量的碳及其它元素）不是，是生铁（含有一定量的碳及其它元素）生铁和钢的比较生铁和钢的比较2%4.3%0.03%2%硅锰硅锰(较多较多)硫磷硫磷(较多较多)硅锰硅锰(适量适量)硫磷硫磷(较少较少)可铸不可锻可铸不可锻可铸可铸,可锻可锻,可压延可压延硬而脆硬而脆硬而韧硬而韧,有弹性有弹性二二二二 铁合金的性质铁合金的性质铁合金的性质铁合金的性质二、铜冶炼和精制二、铜冶炼和精制1、高温炼铜高温炼铜2 、湿法炼铜：、湿法炼铜：3、生物炼铜：、生物炼铜：含硫的铜矿（含硫的铜矿（CuS）硫酸铜硫酸铜炼铜炼铜特点：污染少、反应条件简单、成本低特点：污染少、反应条件简单、成本低（火法）
9、（火法）热还原法热还原法金属性强于铜的金属把铜从金属性强于铜的金属把铜从溶液中置换出来溶液中置换出来 。如。如Zn，Fe 4、电解精炼、电解精炼O2细菌3高温下可用于还原氧化铁的化合物是高温下可用于还原氧化铁的化合物是( ) A.焦炭焦炭 B.氢气氢气 C.二氧化碳二氧化碳 D.一氧化碳一氧化碳当堂练习在化学反应：在化学反应：Fe3O43H2 3Fe4H2O中，中，Fe3O4作作 A 还原剂还原剂 B 氧化剂氧化剂 C 催化剂催化剂 D 溶剂溶剂B2在化学反应：在化学反应：2Ag2O 4Ag+O2中，中，Ag2O作作 A 还原剂还原剂 B 氧化剂氧化剂 C 催化剂催化剂 D 溶剂溶剂ABD5在
10、含有在含有Cu(NO3)2 、Mg(NO3)2 和和AgNO3的溶的溶液中加入适量锌粉，首先置换出的是（液中加入适量锌粉，首先置换出的是（ ） A.Mg B. Cu C. Ag D. H24西汉时期发现、宋朝初期应用于生产的湿西汉时期发现、宋朝初期应用于生产的湿法冶金术的反应原理是法冶金术的反应原理是 （ ）ACuO+H2 Cu+H2OBCuO+CO Cu+CO2 CFe+CuSO4= FeSO4+Cu D2Cu2O+Cu2S 6Cu+SO2当堂练习CC6冶炼金属一般有下列四种方法：冶炼金属一般有下列四种方法：焦炭法；焦炭法；水煤气法（水煤气法（H2 或或CO）；）；活泼金属置换活泼金属置换法；法；电解法。四种方法均有应用。古代有：电解法。四种方法均有应用。古代有：火烧孔雀石炼铜；火烧孔雀石炼铜；湿法冶金术炼铜；现代湿法冶金术炼铜；现代有：有：铝热法炼铬；铝热法炼铬；从光卤石从光卤石（KClMgCl26H2O ）中炼镁。下列对它们）中炼镁。下列对它们的冶炼方法的分析中，不正确的是（的冶炼方法的分析中，不正确的是（ ）A用用 B用用 C用用 D用用当堂练习B
