化学：3.2.1《从自然界获取铁和铜》课件(苏教版版必修1).ppt

1、专题专题3 第二单元第二单元 铁、铜的获取及应用铁、铜的获取及应用铁铁在实际中的应用：在实际中的应用：铜在实际中的应用：铜在实际中的应用：你在日常生活中见你在日常生活中见到过哪些金属制品？这到过哪些金属制品？这些金属制品中，哪些含些金属制品中，哪些含有铁和铜有铁和铜？交流与讨论交流与讨论这些东西有哪些相似的物理性质？这些东西有哪些相似的物理性质？导电、导热、有延展性、有光泽导电、导热、有延展性、有光泽 中国古代何时能够制造出精中国古代何时能够制造出精美的青铜器美的青铜器?何时会冶铁炼钢何时会冶铁炼钢?你知道吗你知道吗?商朝商朝,就能够制造出精美就能够制造出精美的青铜器的青铜器,春秋战国时期就春

2、秋战国时期就会冶铁炼钢会冶铁炼钢.三三牺牺鼎鼎 河河北北平平山山出出土土 河河北北省省文文物物研研究究所所藏藏错银牛灯错银牛灯 东汉早期东汉早期 高高46cm 46cm 长长36.4cm 36.4cm 19801980年江年江西赣江出西赣江出土土 南京博物南京博物院藏院藏 成王方鼎成王方鼎 西周早期西周早期 高高28.5cm 28.5cm 口径口径18.1cm 18.1cm 美国纳尔逊美术馆藏美国纳尔逊美术馆藏1、根据金属活动性顺序，铁属于、根据金属活动性顺序，铁属于 金金属、铜属于属、铜属于 金属（填活泼、比较活金属（填活泼、比较活泼、不太活泼、极不活泼）。泼、不太活泼、极不活泼）。2、自然

3、界中，铁和铜主要以、自然界中，铁和铜主要以 (填填“游游离态离态”或或“化合态化合态”)形式存在，也有少形式存在，也有少量的铁、铜单质存在，其中铁单质主要只量的铁、铜单质存在，其中铁单质主要只存在于存在于 中中 。交流与讨论交流与讨论比比较较活活泼泼不活泼不活泼化合态化合态陨铁陨铁(天石天石)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？含有铜的矿石主要哪些？矿石主要哪些？陨铁陨铁常见的铁矿石磁铁矿(Fe3O4)赤铁矿(Fe2O3)褐铁矿(Fe2O3nH2O)黄铁矿(FeS2)菱铁矿菱铁矿FeCO3常见的铜矿石黄铜矿(CuFeS2)蓝铜矿(Cu2(CO3)2(OH)2)毛赤铜矿

4、(Cu2O)斑铜矿斑铜矿Cu5FeS4辉铜矿辉铜矿CuS孔雀石（孔雀石（CuCO3Cu(OH)2）一、自然界中存在的铁一、自然界中存在的铁由于铁的化学性质比较活泼，在由于铁的化学性质比较活泼，在自然界往往以自然界往往以化合态化合态形式存在。形式存在。自然界中的铁单质自然界中的铁单质只能存在在从天而只能存在在从天而降的降的陨石陨石中，古代中，古代称为称为“天石天石”。（书上（书上P69页图片）页图片）.银白色银白色,有金属光泽有金属光泽,质软质软;2.具有良好的延展性具有良好的延展性;3.是电和热的良导体是电和热的良导体;5.特性特性:具铁磁性具铁磁性.4.密度是密度是7.86g/CM3，沸点是

5、沸点是2750C，熔点熔点1535 C2.铁与水反应铁与水反应常温时不反应常温时不反应,在高温时可反应在高温时可反应3.铁与酸反应铁与酸反应铁与氧化性酸铁与氧化性酸:常温时在浓硫酸常温时在浓硫酸,浓硝酸浓硝酸 中钝化中钝化;加热时反应加热时反应,变成三价铁离子变成三价铁离子3Fe+4H2O(g)=Fe3O4+4H24.铁与盐溶液反应铁与盐溶液反应1.铁与非金属反应铁与非金属反应!Cl2与与S氧化性谁强氧化性谁强?铁与非氧化性酸铁与非氧化性酸:变成亚铁离子变成亚铁离子高温高温四、工业炼铁方法：四、工业炼铁方法：1、如何将铁、如何将铁从从“化合态化合态”转化为转化为“游离态游离态”？根据已学过的知

6、识，？根据已学过的知识，你能写出多少种上述转化的化学方你能写出多少种上述转化的化学方程式。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把金属从矿石中提炼出来，这就是人们常说的把金属从矿石中提炼出来，这就是人们常说的金属的金属的冶炼。冶炼。铁、铜从化合态转化为游离态铁、铜从化合态转化为游离态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3H2 +Fe2O3 2Fe +3H2O3CO +Fe2O3 2Fe +3CO22Al +Fe2O3 2Fe +Al2O3高温高温Zn+FeSO4 Fe +ZnSO4H2 +CuO Cu +H2OCO +CuO Cu +CO2C

7、 +2CuO 2Cu +CO2Fe+CuSO4 Cu +FeSO4原理：原理：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：操作步骤与注意事项操作步骤与注意事项：3H2+Fe2O3 2Fe+3H2O 或或:3CO+Fe2O3 2Fe+3CO2 3H2（或（或CO）、氧化铁）、氧化铁 CO澄清石灰水澄清石灰水气囊气囊Fe2O3现代工业炼铁现代工业炼铁1 1、原料：、原料：铁矿石、焦炭、空气、石灰石等。铁矿石、焦炭、空气、石灰石等。2 2、设备：、设备：炼铁高炉炼铁高炉3 3、原理：、原理：4 4、造渣：、造渣：6 6、产品：、产品：生铁（含碳生铁（含碳2%-

8、4.5%2%-4.5%）5 5、高炉煤气成分：、高炉煤气成分：N N2 2 CO CO CO CO2 2等等将生铁进一步炼制，可以得到用途更为广泛的钢（含将生铁进一步炼制，可以得到用途更为广泛的钢（含碳量在碳量在 0.03%2%）石灰石作熔剂除掉石灰石作熔剂除掉SiOSiO2 2高炉结构图高炉结构图C+O2=CO2CO2+C=2CO3CO+Fe2O3=2Fe+3CO2生铁与钢生铁与钢铁合铁合金金 生铁生铁 钢钢含碳含碳量量其它其它杂质杂质机械机械性能性能机械机械加工加工2%-4.5%0.03%-2%Si、Mn、S、P(少少)Si、Mn、S、P(多多)质硬而脆质硬而脆,无韧性无韧性坚硬、韧性大、

9、塑性好坚硬、韧性大、塑性好可铸不可锻可铸不可锻可铸、可锻、可压延可铸、可锻、可压延拓展知识：拓展知识：为为了了防防锈锈又又在在合合金金中中加加入入铬铬和和镍镍，这这种种钢钢称称为为不不锈锈钢钢。不不锈锈钢钢通通常常是是指指含含铬铬量量在在1230%的合金钢。的合金钢。不不锈锈钢钢外外观观呈呈微微灰灰色色或或银银白白色色。结结构构紧紧密密，不不易易氧氧化化生生成成氧氧化化铁铁，故故有有不不锈锈之之称称。不不锈锈钢钢是是能能抵抵抗抗酸酸、碱碱、盐盐等等腐腐蚀蚀作用的合金钢的总称。作用的合金钢的总称。不锈钢不锈钢知识拓展2、生物炼铜、生物炼铜请同学们阅读课本请同学们阅读课本P71的相关内容，用的相关

10、内容，用笔画出重点的字词。笔画出重点的字词。1、电解精炼铜、电解精炼铜 99.95%99.98%归纳：工业炼铜的主要方法：归纳：工业炼铜的主要方法：2、生物炼铜：含硫的铜矿硫酸铜、生物炼铜：含硫的铜矿硫酸铜炼铜炼铜1、高温冶炼黄铜矿、高温冶炼黄铜矿电解精炼电解精炼总总结结铁（铁（Fe）铜（铜（Cu）含量含量存在存在形式形式主要主要矿石矿石化合态化合态转化为转化为游离态游离态冶炼冶炼方法方法主要主要流程流程Fe+CuSO4 Cu +FeSO4H2 +CuO Cu +H2O C+2 CuO 2Cu +CO2CO +CuO Cu +CO2Zn+FeSO4 Fe +ZnSO42Al +Fe2O3 2F

11、e+Al2O3高温高温3CO+Fe2O3 2Fe +3CO23H2 +Fe2O3 2Fe+3H2O多多少少游离态（陨铁）游离态（陨铁）（少量）主（少量）主要化合态要化合态游离态（少量）游离态（少量）主要化合态主要化合态高炉炼铁高炉炼铁高温冶炼黄铜矿高温冶炼黄铜矿磁铁矿（磁铁矿（Fe304）赤铁矿（赤铁矿（Fe203）黄铜矿（黄铜矿（CuFeS2）孔雀石（孔雀石（CuCO3Cu(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高温冶炼得到含铜在99.599.7%的铜，电解精炼得的铜，电解精炼得到纯度更高的铜到纯度更高的铜自然界中的金属大都以化合态存在自然界中的金属大都以化合态存在用

12、用化学的方法把化合态的金属变成游离态化学的方法把化合态的金属变成游离态要要考虑的问题考虑的问题矿矿石石的的富富集集合合适适的的冶冶炼炼方方法法如如何何精精炼炼金属的冶炼简单，实用，节省的原则简单，实用，节省的原则1 1、热分解法、热分解法有些不活泼金属仅用热分解法就能制得。有些不活泼金属仅用热分解法就能制得。在金属活动性顺序表中，位于氢后面的某些金属在金属活动性顺序表中，位于氢后面的某些金属的氧化物受热就能分解。的氧化物受热就能分解。2HgO =2Hg+O22Ag2O =4Ag+O2冶炼方法的选择冶炼方法的选择2 2热还原法热还原法多数金属的冶炼过程属于热还原法。多数金属的冶炼过程属于热还原法

13、。常用的还原剂有焦炭、一氧化碳、氢气常用的还原剂有焦炭、一氧化碳、氢气和活泼金属等。和活泼金属等。高温高温高温高温高温高温Fe2O3+3CO =2Fe+3CO2WO3+3 H2 =W+3H2OCr2O3+2 Al =2Cr+Al2O33 3电解法电解法在金属活动性顺序中，钾、钠、钙、铝等几种在金属活动性顺序中，钾、钠、钙、铝等几种金属的还原性很强，这些金属都很容易失去电金属的还原性很强，这些金属都很容易失去电子，因此不能用一般的方法和还原剂使其从化子，因此不能用一般的方法和还原剂使其从化合物中还原出来，而只能用合物中还原出来，而只能用通电分解其熔融盐通电分解其熔融盐或氧化物或氧化物的方法来冶炼

14、。的方法来冶炼。2Al2O3=4Al+3O22NaCl=2Na+Cl2电解电解电解电解优点：优点：用该法得到的金属一般纯度较高。用该法得到的金属一般纯度较高。缺点：缺点：该法要消耗大量电能，成本较高该法要消耗大量电能，成本较高。K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb（H）Cu Hg Ag电解法电解法热热还原法还原法热热分解法分解法不同金属冶炼方法的选择不同金属冶炼方法的选择K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb（H）Cu Hg Ag3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

15、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A、BD练习平台：练习平台：5在含有在含有Cu(NO3)2、Mg(NO3)2 和和AgNO3的的溶液中加入适量锌粉，首先置换出的是（溶液中加入适量锌粉，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

16、应原理是 （）ACuO+H2 Cu+H2OBCuO+CO Cu+CO2 CFe+CuSO4 FeSO4+Cu D2Cu2O+Cu2S 6Cu+SO2CC6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B7Fe是地壳中含量很丰富的元素，也是生物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炼铁除了加入铁矿石外，还需加入焦炭和石灰石。请填空：石。请填空：写出磁铁矿主