从自然界获取铁和铜(陆高对外公开课)

第二单元铁、铜的获取及应用陆家高级中学专题3猎户座流星雨景象狮子座流星划过天空陨铁天然铜磁铁矿常见的铁矿石赤铁矿(Fe2O3)(Fe3O4)常见的铜矿石黄铜矿孔雀石（CuFeS2）[Cu(CO3)·Cu(OH)2][知识整理]一、铁、铜的存在：铁、铜在自然界中主要以的形式存在于自然界。常见的有磁铁矿（主要成分为）、赤铁矿（主要成分为）。常见的铜矿有黄铜矿（主要成分为）、孔雀石（主要成分为）等。化合态Fe2O3Fe3O4CuFeS2Cu(CO3)·Cu(OH)21．你知道如何将铁从化合态转化为游离态吗？（从化合价角度分析）2．选用哪些还原剂？3.请回忆学过的知识，尽可能多的写出实现上述转化的方程式。交流与讨论Fe2O3FeH2COC生成铁的化学方程式生成铜的化学方程式铁矿石（化合态）→铁单质（游离态）土炉里边堆上柴火，上面放上铁矿石，炼出的铁水顺炉内通道汇聚于炉底，再从一小口流出，便可以作为生铁使用了。古代炼铁高炉结构图C+O2=CO2CO2+C=2CO3CO+Fe2O3=2Fe+3CO2石灰石（1）原理：在高温下，用还原剂（主要是CO)从铁矿石中还原出铁。（2）设备：高炉（3）原料：铁矿石，焦炭，石灰石，空气3CO+Fe2O32Fe+3CO2高温二、铁的冶炼（4）炼铁的主要反应过程：（4）炼铁的主要反应过程②铁矿石的还原：二、铁的冶炼①还原剂的生成：③炉渣的形成：C＋O2CO2CO2＋C2COFe2O3＋3CO2Fe＋3CO2CaCO3CaO＋CO2↑CaO＋SiO2CaSiO3（5）炼铁产品：含碳2％～4.5％的____________，将生铁进一步炼制，就可以得到用途更广泛的_______________(含碳0.03％～2％)生铁钢人类首先发现并应用的是铜而不是铁，你知道为什么吗？？①地球上存在少量单质铜，单质铁只存在陨铁中②铁的性质比铜活泼，容易氧化生锈③铁的熔点（1539℃）又比铜（1083℃）高得多，就使得它比铜难于熔炼【交流与讨论】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。湿法炼铜的过程：含氧化铜的矿石铜盐溶液铜酸铁二、铜的冶炼2.高温冶炼黄铜矿：1.湿法冶铜：3.生物炼铜：（99.95%~99.98%）（99.5%~99.7%）二、铜的冶炼黄铜矿(CuFeS2)高温冶炼粗铜电解精炼高纯铜原理：CuSO4CuSCu（细菌、氧气）（铁）优点：污染小、反应条件简单、即使含量很低的矿石也能被利用。Fe+CuSO4=FeSO4+Cu总结铁（Fe）铜（Cu）存在形式主要矿石冶炼方法主要流程游离态（陨铁）主要化合态游离态（少量）主要化合态高炉炼铁（1）湿法炼铜（2）高温冶炼黄铜矿（3）生物炼铜等磁铁矿（Fe304）赤铁矿（Fe203）黄铜矿（CuFeS2）孔雀石（CuCO3•Cu(OH)2）高炉中炼成生铁，生铁进一步炼制成钢高温冶炼得到含铜在99.5~99.7%的铜，电解精炼得到纯度更高的铜金属存在冶炼方法NaMgAlFeCu很活泼金属较活泼和不活泼金属海水中NaCl海水MgCl2铝土矿中Al2O3赤铁矿磁铁矿等黄铜矿孔雀石等电解电解电解还原剂还原还原剂还原四、铜的冶炼方法小结KCaNaMgAlZnFeSnPb（H）CuHgAg电解法热还原法热分解法1．高炉炼铁用于还原氧化铁的还原剂是（）A．一氧化碳B．焦炭Ｃ．石灰石Ｄ．空气[巩固练习]A2．炼铁时，加入石灰石的作用是（）A．石灰石能降低铁矿石的熔点B．石灰石能改变生铁的性能C．石灰石能促进氧化铁的还原Ｄ．石灰石用于除去铁矿石中的二氧化硅[巩固练习]Ｄ3.铁是地壳中含量很丰富的元素，也是生物体所必需的元素。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：①写出磁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式③写出生成还原剂的化学方程式④写出除二氧化硅的化学方程式Fe3043CO+Fe2O3══2Fe+3CO2ΔC+O2===CO2；C+CO2===2CO点燃高温CaCO3===CaO+CO2↑SiO2+CaO===CaSiO3(炉渣的主要成分)高温高温巩固练习4．下列各种冶炼方法中，可制得相应金属的为（）A.加热氢氧化铝B.加热碳酸钙C.电解熔融氯化镁D.电解饱和食盐水[巩固练习]C