第二單1元從自然界獲取鐵和銅

專題3：第二單元鐵、銅的獲取從自然界獲取鐵和銅

你在日常生活中見到過哪些金屬制品？這些金屬制品中，哪些含有鐵和銅？交流與討論這些東西有哪些相似的物理性質(zhì)？導(dǎo)電、導(dǎo)熱、有延展性、有光澤

中國古代何時能夠制造出精美的青銅器?何時會冶鐵煉鋼?你知道嗎?

商朝,就能夠制造出精美的青銅器,春秋戰(zhàn)國時期就會冶鐵煉鋼.1、根據(jù)金屬活動性順序，鐵屬于

金屬、銅屬于

金屬（填活潑、比較活潑、不太活潑、極不活潑）。2、自然界中，鐵和銅主要以

(填“游離態(tài)”或“化合態(tài)”)形式存在，也有少量的鐵、銅單質(zhì)存在，其中鐵單質(zhì)主要只存在于

中

。交流與討論比較活潑不活潑化合態(tài)隕鐵(天石)

3、含有鐵的礦石主要有哪些？含有銅的礦石主要哪些？一、自然界中存在的鐵由于鐵的化學(xué)性質(zhì)比較活潑，在自然界往往以化合態(tài)形式存在。自然界中的鐵單質(zhì)只能存在在從天而降的隕石中，古代稱為“天石”。磁鐵礦Fe3O4赤鐵礦Fe2O3二、工業(yè)煉鐵方法：

1、如何將鐵從“化合態(tài)”轉(zhuǎn)化為“游離態(tài)”？根據(jù)已學(xué)過的知識，你能寫出多少種上述轉(zhuǎn)化的化學(xué)方程式。生成鐵的反應(yīng)：原理（方程式）：

原料：2、實(shí)驗(yàn)室制鐵：裝置與儀器：操作步驟與注意事項(xiàng)：3H2+Fe2O3

2Fe+3H2O

或:3CO+Fe2O3

2Fe+3CO2

H2（或CO）、氧化鐵

CO澄清石灰水Fe2O3ACB

1、這是關(guān)于氣體的實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)前必須

。

2、A處玻璃管內(nèi)所發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為

。在C處點(diǎn)燃?xì)怏w的目的是

。檢查氣密性點(diǎn)燃多余的一氧化碳，避免污染空氣3、待氧化鐵完全反應(yīng)后，停止加熱A處，在斷開A、B之前應(yīng)若不繼續(xù)通入一氧化碳，可能出現(xiàn)的后果是石灰水回流至A處玻璃管中，導(dǎo)致玻璃管炸裂；反應(yīng)生成的鐵被氧化繼續(xù)通入一氧化碳至A處玻璃管冷卻原理（方程式）：原料：設(shè)備：3、工業(yè)上是如何冶煉生鐵的

Fe2O3+3CO2Fe+3CO2

鐵礦石、焦炭、石灰石和空氣高爐在高溫下，用還原劑(主要是CO)把鐵從鐵礦石里還原出來高爐結(jié)構(gòu)圖C+O2=CO2CO2+C=2CO3CO+Fe2O3=2Fe+3CO2煉鐵的主要反應(yīng)過程①產(chǎn)生還原劑：C+O2==CO2CO2+C==2CO

（空氣，焦炭）②還原鐵礦石：Fe2O3+3CO==2Fe+3CO2

（鐵礦石）③造渣（除脈石）：CaCO3==

CO2+CaOCaO+SiO2==

CaSiO3

（熔劑：石灰石）高溫高溫高溫高溫高溫?zé)掕F產(chǎn)品：生鐵煉鐵和環(huán)保節(jié)能高爐煤氣：CO、CO2、N2除雜：CO(CO2)CO2(CO)灼熱的碳層灼熱的氧化銅生鐵和鋼的比較2%—4.5%0.03%—2%硅錳(較多)硫磷(較多)硅錳(適量)硫磷(較少)可鑄不可鍛可鑄,可鍛,可壓延硬而脆硬而韌,有彈性4、鐵合金的性質(zhì)1、高爐煤氣的主要成分是什么？如何處理高爐煤氣？問？2、煉鐵中為什么要用石灰石？3、高爐煤氣能夠廢物利用變?yōu)槿剂?，爐渣能否也可廢物利用？4、煉鐵中得到的鐵是純鐵嗎？四、銅在自然界存在的銅礦石：黃銅礦CuFeS2孔雀石：CuCO3.Cu(OH)2天然銅五、工業(yè)煉銅簡介銅礦石中銅的含量在1%左右（0.5%～3%）的便有開采價值，因?yàn)椴捎酶∵x法可以把礦石中一部分脈石等雜質(zhì)除去，而得到含銅量較高（8%～35%）的精礦砂。從銅礦石冶煉銅的過程比較復(fù)雜。以黃銅礦為例，首先把精礦砂、熔劑（石灰石、砂等）和燃料（焦炭、木炭或無煙煤）混合，投入“密閉”鼓風(fēng)爐中，在1000℃左右進(jìn)行熔煉。于是礦石中一部分硫成為SO2（用于制硫酸），大部分的砷、銻等雜質(zhì)成為As2O3、Sb2O3等揮發(fā)性物質(zhì)而被除去：2CuFeS2＋O2＝Cu2S＋2FeS+SO2↑一部分鐵的硫化物轉(zhuǎn)變?yōu)檠趸铮?FeS+3O2＝2FeO+2SO2↑Cu2Ｓ跟剩余的FeS等便熔融在一起而形成“冰銅”（主要由Cu2S和FeS互相溶解形成的，它的含銅率在20%～50%之間，含硫率在23％～27%之間），F(xiàn)eO跟SiO2形成熔渣：FeO+SiO2＝FeSiO3熔渣浮在熔融冰銅的上面，容易分離，借以除去一部分雜質(zhì)。然后把冰銅移入轉(zhuǎn)爐中，加入熔劑（石英砂）后鼓入空氣進(jìn)行吹煉（1100℃～1300℃）。由于鐵比銅對氧有較大的親和力，而銅比鐵對硫有較大的親和力，因此冰銅中的FeS先轉(zhuǎn)變?yōu)镕eO，跟熔劑結(jié)合成渣，而后Cu2S才轉(zhuǎn)變?yōu)镃u2O，Cu2O跟Cu2S反應(yīng)生成粗銅（含銅量約為98.5%）。

2Cu2S＋3O2＝2Cu2O+2SO2↑2Cu2O+Cu2S＝6Cu+SO2↑

再把粗銅移入反射爐，加入熔劑（石英砂），通入空氣，使粗銅中的雜質(zhì)氧化，跟熔劑形成爐渣而除去。在雜質(zhì)除到一定程度后，再噴入重油，由重油燃燒產(chǎn)生的一氧化碳等還原性氣體使氧化亞銅在高溫下還原為銅。得到的精銅約含銅99.7%。知識拓展2、生物煉銅請同學(xué)們閱讀課本P71的相關(guān)內(nèi)容，用筆畫出重點(diǎn)的字詞。1、電解精煉銅99.95%~99.98%歸納：工業(yè)煉銅的主要方法：2、生物煉銅：含硫的銅礦硫酸銅→煉銅1、高溫冶煉黃銅礦→電解精煉2．高溫下可用于還原氧化鐵的化合物是()A.焦炭B.氫氣C.二氧化碳D.一氧化碳１．在化學(xué)反應(yīng)：Fe3O4＋3H23Fe＋4H2O中，F(xiàn)e3O4作

A

還原劑B

氧化劑C

催化劑D

溶劑BD練習(xí)平臺：4．在含有Cu(NO3)2

、Mg(NO3)2

和AgNO3的溶液中加入適量鋅粉，首先置換出的是（）

A.MgB.CuC.AgD.H23．西漢時期發(fā)現(xiàn)、宋朝初期應(yīng)用于生產(chǎn)的濕法冶金術(shù)的反應(yīng)原理是（）A．CuO+H2Cu+H2OB．CuO+COCu+CO2

C．Fe+CuSO4FeSO4+CuD．2Cu2O+Cu2S6Cu+SO2CC5．冶煉金屬一般有下列四種方法：①焦炭法；②水煤氣法（H2

或CO）；③活潑金屬置換法；④電解法。四種方法均有應(yīng)用。古代有：Ⅰ火燒孔雀石煉銅；Ⅱ濕法冶金術(shù)煉銅；現(xiàn)代有：Ⅲ鋁熱法煉鉻；Ⅳ從光鹵石（KCl·MgCl2·6H2O）中煉鎂。下列對它們的冶煉方法的分析中，不正確的是（）A．Ⅰ用①B．Ⅱ用②C．Ⅲ用③D．Ⅳ用④B6．Fe是地殼中含量很豐富的元素，也是生物體所必需的元素。自然界中鐵礦石主要有赤鐵礦和磁鐵礦，金屬鐵是在高爐中冶煉的，高爐煉鐵除了加入鐵礦石外，還需加入焦炭和石灰石。請?zhí)羁眨孩賹懗龃盆F礦主要成分的化學(xué)式：

。②寫出赤鐵礦被還原成鐵的化學(xué)方程式：

。③寫出焦炭在高爐中參與反應(yīng)的兩個化學(xué)方程式：

。④寫出CaCO3所參與反應(yīng)的兩個化學(xué)方程式：

。Fe3O4

Fe2O3+3CO2Fe+3CO2

C+O2CO2CO2+C2CO

CaCO3CaO+CO2↑CaO+SiO2CaSiO3

8．除去下列物質(zhì)中混有的少量雜質(zhì)應(yīng)用怎樣化學(xué)方法，寫出有關(guān)反應(yīng)的離子方程式。（1）銅粉中混有鐵粉:

、

。（2）鐵粉中混有鋁粉:

、

。（3）FeCl3溶液中混有FeCl2:

、

。（4）FeCl2溶液中混有CuCl2

、

。加入過量鹽酸Fe＋2H＋＝Fe2＋＋H2↑

加入過量NaOH2Al＋2OH－＋2H2O＝2AlO2－＋3H2↑

通入Cl22Fe2＋＋Cl2＝2Fe3＋＋2Cl－

加入過量FeCu2＋＋Fe＝Fe2＋＋Cu

二、鐵的物理性質(zhì)：１.銀白色,有金屬光澤,質(zhì)軟;2.具有良好的延展性;3.是電和熱的良導(dǎo)體;5.特性: