1、第二单元 铁、铜的获取及应用 一、从自然界获取铁和铜 【学习任务学习任务】 1知道铁、铜在自然界的存在形式。知道铁、铜在自然界的存在形式。 2了解工业炼铁、炼铜的方法。了解工业炼铁、炼铜的方法。 【学习准备展示与点评学习准备展示与点评】 1 1、铁元素、铜元素在自然界中的存在、铁元素、铜元素在自然界中的存在 2 2、如何把铁铜从化合态转化为游离态、如何把铁铜从化合态转化为游离态 3 3、工业上是如何制取铁、铜单质的、工业上是如何制取铁、铜单质的 阅读课本阅读课本7171- -7373思考下列问题思考下列问题 【课堂学习课堂学习】 铁是一种活泼的金属，因此，除了天外坠铁是一种活泼的金属，因此，除
2、了天外坠 至地球的陨铁至地球的陨铁( (游离态的铁游离态的铁) )外，自然界里的铁外，自然界里的铁 是以化合态的形式存在的。是以化合态的形式存在的。 铜的化学性质比铁稳定，在自然界中主要铜的化学性质比铁稳定，在自然界中主要 以化合态存在，也有少量单质铜。以化合态存在，也有少量单质铜。 主要以化合态形式存在于自然界。主要以化合态形式存在于自然界。 陨铁陨铁 天然铜天然铜 铁元素、铜元素在自然界中的存在铁元素、铜元素在自然界中的存在 赤铁矿赤铁矿(Fe2O3) 磁铁矿磁铁矿(Fe3O4) 褐铁矿褐铁矿(Fe2O3 nH2O ) 黄铁矿黄铁矿(FeS2 ) 常 见 的 铁 矿 石 常 见 的 铁 矿
3、 石 铁元素、铜元素在自然界中的存在铁元素、铜元素在自然界中的存在 毛赤铜矿毛赤铜矿(Cu2O ) 蓝铜矿蓝铜矿(Cu3(CO3)2(OH)2 ) 黄铜矿黄铜矿（CuFeS2） 孔雀石孔雀石(Cu2(OH)2CO3 ) 常 见 的 铜 矿 石 常 见 的 铜 矿 石 铁元素、铜元素在自然界中的存在铁元素、铜元素在自然界中的存在 生成铁的化学方程式生成铁的化学方程式 生成铜的化学方程式生成铜的化学方程式 2Al+Fe2O3 = Al2O3+2Fe 高温高温 3H2+Fe2O3 = 2Fe+3H2O 3CO+Fe2O3 = 2Fe+3CO2 Fe+CuCl2 = Cu+FeCl2 CO+CuO =
4、 Cu+CO2 H2+CuO = Cu+H2O 如何把铁铜从化合态转化为游离态如何把铁铜从化合态转化为游离态 设备：高炉设备：高炉 原料：铁矿石，焦炭，原料：铁矿石，焦炭， 石灰石，空气石灰石，空气 思考下列问题思考下列问题: : COCO是怎样形成的是怎样形成的? ? 铁矿石是如何被还原的铁矿石是如何被还原的? ? 石灰石的作用是什么石灰石的作用是什么? ? 工业上是如何炼铁工业上是如何炼铁 炼铁：炼铁： 铁矿石（化合态）铁矿石（化合态）铁单质（游离态）铁单质（游离态） （1）原料：铁矿石，焦炭，石灰石，空气）原料：铁矿石，焦炭，石灰石，空气 （2）基本反应原理：）基本反应原理： 3CO+
5、Fe2O3 2Fe+3CO2 高温高温 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)从铁矿石中还原出铁。从铁矿石中还原出铁。 （3）设备：高炉）设备：高炉 工业上是如何炼铁工业上是如何炼铁 （4）炼铁的主要反应）炼铁的主要反应 产生还原剂：产生还原剂： C+O2 = CO2 CO2+C=2CO 还原铁矿石：还原铁矿石： Fe2O3+3CO = 2Fe+3CO2 高温 造渣（除脉石）：造渣（除脉石）： CaCO3 CO2+CaO CaO+SiO2 CaSiO3 （熔剂：石灰石） （熔剂：石灰石） （5）炼铁产品：生铁）炼铁产品：生铁 （6）炼铁
6、和环保节能）炼铁和环保节能 高炉煤气：高炉煤气： CO、CO2、N2 工业上是如何炼铁工业上是如何炼铁 生铁生铁 钢钢 2%2% 4.3%4.3% 0.03%0.03% 2%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 铁合金的性质铁合金的性质 工业上是如何炼铁工业上是如何炼铁 1.湿法冶铜：湿法冶铜：Fe+CuSO4= FeSO4+Cu 2.高温冶炼黄铜矿：高温冶炼黄铜矿： （99.95%99.98%）
7、（99.5%99.7%） 黄铜矿黄铜矿 粗铜粗铜 精铜精铜 电解电解 3.生物炼铜：生物炼铜： 工业上是如何炼铜工业上是如何炼铜 1在化学反应在化学反应Fe3O44H23Fe4H2O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 【学以致用学以致用】 B 2在含有在含有Cu(NO3)2 、Mg(NO3)2 和和AgNO3的溶液中的溶液中 加入适量锌粉加入适量锌粉，首先置换出的是首先置换出的是（ ） AMg BCu CAg D H2 C 3我国西汉时的炼丹家刘安所著我国西汉时的炼丹家刘安所著淮南万毕术淮南万毕术中记载中记载 “曾青得铁，则化为铜。”意思是说铜盐遇
8、到铁时，就“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。写出该反应的离子反应方程式。发生的置换反应。写出该反应的离子反应方程式。 Fe+Cu2+=Fe2+Cu 4Fe是地壳中含量很丰富的元素，也是生物体内所必需是地壳中含量很丰富的元素，也是生物体内所必需 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：需加入焦炭和石灰石。请填空： (1)写出赤铁矿主要成分的化学式：写出赤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写出赤铁矿被还原成铁的化学方程 式：式： ； (3)写出焦炭在高炉中所参与反应的两个化学方程式：写出焦炭在高炉中所参与反应的两个化学方程式： ； (4)写出写出CaCO3所参与反应的两个化学方程式：所参与反应的两个化学方程式： 。 (1) Fe2O3 (2) 3CO+Fe2O3=2Fe+3CO2 (3) C+O2=CO2 CO2+C=2CO (4) CaCO3=CaO+CO2 CaO+SiO2=CaSiO3
