從自然界中獲取鐵和銅課件-蘇教版

高一年化學(xué)必修1

上課課件第二單元鐵、銅的獲取及應(yīng)用高一年化學(xué)必修1第二單元鐵、銅的獲取及應(yīng)用從自然界獲取鐵和銅從自然界獲取鐵和銅鐵銅在人類社會(huì)進(jìn)程、

人類生活中的作用鐵銅在人類社會(huì)進(jìn)程、

人類生活中的作用石器時(shí)代青銅器時(shí)代

鐵器時(shí)代石器時(shí)代青銅器時(shí)代

鐵器時(shí)代

《司母戊大方鼎》青銅制，高133厘米，重875公斤，制作于商朝，出土于河南安陽(yáng)。

《司母戊大方鼎》青銅制，高133厘米，重875公斤，制作鐵床架鐵碟鐵盒鐵掛鎖鐵合頁(yè)鐵床架鐵碟鐵盒鐵掛鎖鐵合頁(yè)奧運(yùn)福娃銅章奧運(yùn)福娃銅章銅掛鎖銅接頭銅掛鎖銅接頭鐵銅在自然界的發(fā)現(xiàn)和存在鐵銅在自然界的發(fā)現(xiàn)和存在

鐵、銅是人類使用最早、應(yīng)用最廣泛的兩種金屬，你知道自然界中鐵和銅是如何發(fā)現(xiàn)的嗎?你知道嗎鐵、銅是人類使用最早、應(yīng)用最廣泛的兩種金屬，你知道自(一)鐵的發(fā)現(xiàn)地球上是不存在純鐵的，而天體上卻有較純的鐵星，地球上偶爾發(fā)現(xiàn)從天上墜下的宇宙來(lái)客—鐵殞星。(二)銅的發(fā)現(xiàn)

5000多年前的新石器時(shí)代晚期，人們?cè)诓扇∈瘔K做工具時(shí)，無(wú)意中發(fā)現(xiàn)了一種與普通石料不同的美麗石塊，當(dāng)用力摩擦、刻畫或敲打時(shí)，表面鐵跡脫落，奇跡般的出現(xiàn)絢爛奪目的紫紅色金屬，這就是天然純銅。(一)鐵的發(fā)現(xiàn)(二)銅的發(fā)現(xiàn)鐵是一種活潑的金屬，因此，自然界里的鐵是以化合態(tài)的形式存在的。除了天外墜至地球的隕鐵外，自然界里不存在游離態(tài)的鐵。而銅的化學(xué)性質(zhì)比鐵穩(wěn)定，在自然界中主要以化合態(tài)存在，也有少量單質(zhì)銅。在自然界的存在鐵是一種活潑的金屬，因此，自然界里的鐵是以化合態(tài)的形式存在的（一）、鐵礦石的成分和種類鐵礦石脈石和硫磷雜質(zhì)鐵化合物Fe3O4(磁鐵礦石)Fe2O3(赤鐵礦石)2Fe2O3·3H2O(褐鐵礦石)FeCO3(菱鐵礦石)FeS2（黃鐵礦或叫硫鐵礦）（一）、鐵礦石的成分和種類鐵礦石脈石和硫磷雜質(zhì)鐵化合物Fe3磁鐵礦赤鐵礦隕鐵隕星的形狀各異，最大的隕石是重1770千克的吉林1號(hào)隕石，最大的隕鐵是納米比亞的戈巴隕鐵，重約60噸；隕鐵石之冠是山東莒南縣的“大鐵?！?，約重4噸。磁鐵礦赤鐵礦隕鐵隕星的形狀各異，最大的隕石是重1770千克的（二）、銅礦石的成分和種類黃銅礦（CuFeS2）孔雀石[CuCO3●Cu(OH)2]（二）、銅礦石的成分和種類黃銅礦（CuFeS2）天然銅天然銅藍(lán)銅礦黃銅礦孔雀石天然銅天然銅藍(lán)銅礦黃銅礦孔雀石鐵銅的冶煉鐵銅的冶煉古代是怎樣冶煉鐵和銅的?1.人類最先用薪火加熱熔解鐵礦石而制鐵,后來(lái)用木炭代替薪火制鐵.2.考古學(xué)家和史學(xué)家考證我國(guó)在公元前2500~2000年已懂得用孔雀石與木炭一起煅燒制銅,后來(lái)我國(guó)古代人民創(chuàng)造了濕法制銅.

你知道嗎古代是怎樣冶煉鐵和銅的?1.人類最先用薪火加熱從自然界中獲取鐵和銅課件-蘇教版自然界中的金屬大都以化合態(tài)存在用化學(xué)的方法把化合態(tài)的金屬變成游離態(tài)要考慮的問(wèn)題礦石的富集合適的冶煉方法如何精煉金屬的冶煉方法自然界中的金屬大都以化合態(tài)存在用化學(xué)的方法把化合態(tài)的金屬變成KCaNaMgAlZnFeSnPb（H）CuHgAg電解法熱還原法熱分解法不同金屬冶煉方法的選擇KCaNaMgAlZnFeSnPb（H）Cu

HgAg冶煉方法的選擇簡(jiǎn)單，實(shí)用，節(jié)省的原則KCaNaMgAlZnFeSnPb（H）Cu

如何將鐵、銅從“化合態(tài)”轉(zhuǎn)化為“游離態(tài)”？根據(jù)已學(xué)過(guò)的知識(shí)，你能寫出多少種上述轉(zhuǎn)化的化學(xué)方程式。交流與討論如何將鐵、銅從“化合態(tài)”轉(zhuǎn)化為“游離態(tài)”？根據(jù)已生成鐵的反應(yīng)P72《交流與討論》生成鐵的反應(yīng)P72《交流與討論》生成銅的反應(yīng)P72《交流與討論》生成銅的反應(yīng)P72《交流與討論》高爐1、設(shè)備一、工業(yè)煉鐵高爐1、設(shè)備一、工業(yè)煉鐵利用氧化-還原反應(yīng)，在高溫下，用還原劑從鐵礦石里把鐵還原出來(lái)鐵礦石、焦炭、空氣、石灰石3、反應(yīng)原理2、原料Fe2O3+3CO2Fe+3CO2

高溫利用氧化-還原反應(yīng)，在高溫下，用還原劑從鐵礦石里把鐵還原出來(lái)C+O2CO2

CO2+C2COFe2O3+3CO2Fe+3CO2

CaCO3CaO+CO2↑CaO+SiO2CaSiO3高溫高溫高溫高溫高溫①還原劑的生成

②鐵礦石還原成鐵③除脈石、爐渣的形成有關(guān)方程式高溫高溫高溫高溫高溫①還原劑的生成②鐵礦石還原成鐵③除脈二、工業(yè)煉銅的主要方法：2.生物煉銅：利用細(xì)菌將礦石分化得到銅1.高溫冶煉黃銅礦→電解精煉2CuFeS2＋O2＝Cu2S＋2FeS+SO2↑2Cu2S＋3O2＝2Cu2O+2SO2↑2Cu2O+Cu2S＝6Cu+SO2↑二、工業(yè)煉銅的主要方法：2.生物煉銅：利用細(xì)菌將礦石分化得到鐵、銅及其化合物的性質(zhì)鐵、銅及其化合物的性質(zhì)一、鐵銅的物理性質(zhì)：金屬物理性質(zhì)應(yīng)用鐵銅1.銀白色,有金屬光澤;2.具有良好的延展性;3.是電和熱的良導(dǎo)體;4.密度是7.86g/cm35.熔點(diǎn)15350C,沸點(diǎn)是27500C特性:能被磁體吸引,具鐵磁性建材;炊具;鑄件;作催化劑;制具有特性的鐵合金;制磁鐵等。1.純銅呈紫紅色;2.熔點(diǎn)1083.4℃,沸點(diǎn)2567℃;3.密度8.92g/cm3;質(zhì)軟；4.具有良好的延展性;5.具有良好的導(dǎo)熱、導(dǎo)電性;廣泛用于電氣工業(yè)；制銅合金；作微量元素肥料；作各種儀表的零件一、鐵銅的物理性質(zhì)：金屬物理性質(zhì)應(yīng)用1.銀白色,有金屬光澤;二、單質(zhì)化學(xué)性質(zhì)2Fe+3Cl2點(diǎn)燃2FeCl3點(diǎn)燃Cu+Cl2CuCl23Fe+2O2點(diǎn)燃Fe3O4不反應(yīng)Fe+2HClFeCl2+H2Cu+2AgNO32Ag+Cu(NO3)2Fe+CuSO4FeSO4+Cu

△2Cu+O22CuO與非金屬反應(yīng)與鹽酸反應(yīng)與鹽溶液反FeCu二、單質(zhì)化學(xué)性質(zhì)2Fe+3Cl2點(diǎn)燃2FeCl3點(diǎn)燃Cu+CFe2+Fe3+與的鑒別三、觀察溶液顏色與KSCN反應(yīng)與NaOH反應(yīng)淺綠色棕黃色無(wú)明顯現(xiàn)象溶液變?yōu)檠t色白色沉淀迅速變灰綠色最后呈紅褐色立即產(chǎn)生紅褐色沉淀Fe3+Fe2+鑒別方法探究實(shí)驗(yàn)1：觀察Fe2+溶液和Fe3+溶液的顏色，分別與KSCN溶液及NaOH溶液反應(yīng)，記錄試驗(yàn)現(xiàn)象。Fe2+Fe3+與的鑒別三、觀察溶液顏色與KSCN反應(yīng)與NaFeFe2+Fe3+強(qiáng)氧化劑弱氧化劑Br2、Cl2、H2O2、濃H2SO4、HNO3等H2、CuSO4、I2、S等FeFe2+Fe3+強(qiáng)氧化劑弱氧化劑Br2、Cl2、H2O

探究實(shí)驗(yàn)2：Fe2+到

Fe3+的轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)轉(zhuǎn)化類型實(shí)驗(yàn)方案實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象離子方程式Fe2+

Fe3+在試管中依次加入：FeCl2溶液、KSCN溶液、新制氯水在試管中依次加入：FeCl2溶液、KSCN溶液、溴水從淺綠色變?yōu)檠t色。從淺綠色變?yōu)檠t色。Fe2++Cl2=無(wú)血紅色出現(xiàn)2Fe2++Br2=2Fe3++2Br-在試管中依次加入：FeCl2溶液、KSCN溶液、碘水Fe3++Cl-222探究實(shí)驗(yàn)2：Fe2+到Fe3+的轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)轉(zhuǎn)化類FeFe2+Fe3+強(qiáng)氧化劑弱氧化劑強(qiáng)氧化劑

?探究三提供以下藥品:鐵粉KI淀粉試紙F(tuán)eCl3溶液KSCN溶液請(qǐng)根據(jù)以上藥品,設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn),探究Fe3+

到Fe2+的轉(zhuǎn)化FeFe2+Fe3+強(qiáng)氧化劑弱氧化劑強(qiáng)氧化劑?探究三Fe3+到

Fe2+的轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)轉(zhuǎn)化類型實(shí)驗(yàn)方案實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象離子方程式Fe3+Fe2+取FeCl3于試管中加過(guò)量鐵粉,振蕩再加KSCN無(wú)血紅色物質(zhì)將FeCl3溶液滴滴在KI淀粉試紙?jiān)嚰堊兯{(lán)2Fe3++Fe＝3Fe2+2Fe3++2I-＝2Fe2++I2

思考:FeCl2試劑瓶底部放有一層鐵粉,為什么?Fe3+到Fe2+的轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)轉(zhuǎn)化FeFe2+Fe3+強(qiáng)氧化劑弱氧化劑強(qiáng)氧化劑還原劑

還原劑還原劑還原性氧化性還原性氧化性“鐵三角”FeFe2+Fe3+強(qiáng)氧化劑弱氧化劑強(qiáng)氧化劑還原劑還原劑[拓展思維]電子工業(yè)上,在制作印刷電路時(shí),利用了什么化學(xué)原理?2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+[拓展思維]2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+鐵在人體中的作用鐵是維持生物的主要物質(zhì)，是制造血紅素和肌血球素的主要物質(zhì)，是促進(jìn)維生素(維生素食品)B族代謝的必要物質(zhì)。成人攝取量是10～15mg。缺乏癥：缺鐵會(huì)導(dǎo)致貧血。過(guò)量表現(xiàn)：嘔吐、心衰、性機(jī)能障礙。課外閱讀資料鐵在人體中的作用鐵是維持生物的主要物質(zhì)，是制造血紅素和肌血球食物中鐵的來(lái)源鐵(鐵食品)的豐富來(lái)源有牛腎、魚子醬、雞內(nèi)臟、可可粉、魚粉、肝臟、土豆、精白米、黃豆粉、麥糠、麥胚和小麥黃豆混合粉。

良好來(lái)源有牛肉、紅糖、蛤肉、干果、蛋黃、豬和羊腎臟。

一般來(lái)源有蘆筍、豆類、雞、強(qiáng)化面包、魚、羊肉、扁豆類、花生類、豌豆類、香腸、午餐肉、菠菜和全蛋。

微量來(lái)源有干酪、脂肪、油(油食品)、新鮮水果、罐頭類水果(水果食品)、冰淇淋、牛奶、許多新鮮蔬菜和罐頭蔬菜(蔬菜食品)、酸奶和糖。食物中鐵的來(lái)源鐵(鐵食品)的豐富來(lái)源有牛腎、魚子醬、雞內(nèi)臟、自然界中獲得的最大的天然銅重420噸.在古代,人們便發(fā)現(xiàn)了天然銅，用石斧將其砍下來(lái)，用錘打的方法把它加工成物件。于是銅器擠進(jìn)了石器的行列，并且逐漸取代了石器，結(jié)束了人類歷史上的新石器時(shí)代。

銅的發(fā)現(xiàn)簡(jiǎn)史

自然界中獲得的最大的天然銅重420噸.在古代,人們便發(fā)現(xiàn)了天銅的發(fā)現(xiàn)簡(jiǎn)史銅是古代就已經(jīng)知道的金屬之一。一般認(rèn)為人類知道的第一種金屬是金，其次就是銅。銅在自然界儲(chǔ)量非常豐富，并且加工方便。銅是人類用于生產(chǎn)的第一種金屬，最初人們使用的只是存在于自然界中的天然單質(zhì)銅，用石斧把它砍下來(lái)，便可以錘打成多種器物。隨著生產(chǎn)的發(fā)展，只是使用天然銅制造的生產(chǎn)工具就不敷應(yīng)用了，生產(chǎn)的發(fā)展促使人們找到了從銅礦中取得銅的方法。含銅的礦物比較多見，大多具有鮮艷而引人注目的顏色，例如：金黃色的黃銅礦CuFeS2，鮮綠色的孔雀石CuCO3·Cu(OH)2或者Cu2(OH)2CO3，深藍(lán)色的石青2CuCO3·Cu(OH)2等，把這些礦石在空氣中焙燒后形成氧化銅CuO，再用碳還原，就得到金屬銅。純銅制成的器物太軟，易彎曲。人們發(fā)現(xiàn)把錫摻到銅里去，可以制成銅錫合金──青銅。銅，COPPER，源自Cuprum，是以產(chǎn)銅聞名的塞浦路斯島的古名，早為人類所熟知。它和金是僅有的兩種帶有除灰白黑以外顏色的金屬。銅與金的合金，可制成各種飾物和器具。加入鋅則為黃銅；加進(jìn)錫即成青銅。銅的發(fā)現(xiàn)簡(jiǎn)史銅是古代就已經(jīng)知道的金屬之一。一般認(rèn)為人類知道從銅礦石冶煉銅的過(guò)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(wú)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↑課外閱讀資料從銅礦石冶煉銅的過(guò)程比較復(fù)雜。以黃銅礦為例，首先把精礦砂、熔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)。一部分鐵的硫化物轉(zhuǎn)變?yōu)檠趸铮?/p>

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(duì)氧有較大的親和力，而銅比鐵對(duì)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%。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)行在我國(guó)，距今4000年前的夏朝已經(jīng)開始使用紅銅，即天然銅。它的特點(diǎn)是鍛錘出來(lái)的。1957年和1959年兩次在甘肅武威皇娘娘臺(tái)的遺址發(fā)掘出銅器近20件，經(jīng)分析，銅器中銅含量高達(dá)99.63%～99.87%，屬于純銅。

在我國(guó)，距今4000年前的夏朝已經(jīng)開始使用紅銅，即天然銅。它當(dāng)然，天然銅的產(chǎn)量畢竟是稀少的。生產(chǎn)的發(fā)展促進(jìn)人們找到從銅礦中取得銅的方法。銅在地殼中總含量并不大，不超過(guò)0.01%，但是含銅的礦物是比較多見的，它們大多具有各種鮮艷而引人注目的顏色，招至人們的注意。例如鮮綠色的孔雀石

CuCO3.Cu（OH）2，深藍(lán)色的石青2CuCO3.Cu（OH）2等。這些礦石在空氣中燃燒后得到銅的氧化物，再用碳還原，就得到金屬銅。

當(dāng)然，天然銅的產(chǎn)量畢竟是稀少的。生產(chǎn)的發(fā)展促進(jìn)人們找到從銅礦1933年，河南省安陽(yáng)縣殷虛發(fā)掘中，發(fā)現(xiàn)重達(dá)18.8千克的孔雀石，直徑在1寸以上的木炭塊、陶制煉銅用的將軍盔以及重21.8千克的煤渣，說(shuō)明3000多年前我國(guó)古代勞動(dòng)人民從銅礦取得銅的過(guò)程。

1933年，河南省安陽(yáng)縣殷虛發(fā)掘中，發(fā)現(xiàn)重達(dá)18.8千克的孔但是，煉銅制成的物件太軟，容易彎曲，并且很快就鈍。接著人們發(fā)現(xiàn)把錫摻到銅里去制成銅錫合金——青銅。青銅器件的熔煉和制作比純銅容易的多，比純銅堅(jiān)硬（假如把錫的硬度值定為5，那么銅的硬度就是30，而青銅的硬度則是100～150），歷史上稱這個(gè)時(shí)期為青銅時(shí)代。但是，煉銅制成的物件太軟，容易彎曲，并且很快就鈍。接著人們發(fā)我國(guó)戰(zhàn)國(guó)時(shí)代的著作《周禮·考工記》總結(jié)了熔煉青銅的經(jīng)驗(yàn)，講述青銅鑄造各種不同物件采用銅和錫的不同比例:“金有六齊（方劑）。六分其金（銅）而錫居一，謂之鐘鼎之齊；五分其金而錫居一，謂之斧斤之齊；四分其金而錫居一，謂之戈戟之齊；三分其金而錫居一，謂之大刃之齊；五分其金而錫居二，謂之削殺矢（箭）之齊；金錫半，謂之鑒（鏡子）燧（利用鏡子聚光取火）之齊。”這表明在3000