1、第1课时 从自然界中获取铁和铜,专题3 第二单元 铁、铜的获取及应用,学习目标定位 1.熟知铁、铜的冶炼原理和方法，会写有关的化学方程式。 2.初步了解金属冶炼的一般方法和原理。,新知导学,达标检测,内容索引,新知导学,1.铁和铜在自然界中主要以 的形式存在。 (1)常见的铁矿有磁铁矿(主要成分为 )、赤铁矿(主要成分为_)、黄铁矿(主要成分为FeS2)、菱铁矿(主要成分为FeCO3)等。 (2)常见的铜矿有孔雀石主要成分为 、黄铜矿(主要成分为 )等。 2.人们最早利用的单质铁和单质铜均直接来自于自然界。所不同的是铁单质只存在于从天而降的陨铁中，所以古代人称铁为“天石”，而铜则来自于地球上自
2、然存在的少量单质铜。,化合态,Fe3O4,一、铁、铜的存在形式,Fe2O3,CuCO3Cu(OH)2,CuFeS2,1.铁、铜元素在自然界中的存在形式既有游离态也有化合态。 2.铁在地壳中的含量仅次于氧、硅、铝，居第四位。,例1 铜在自然界存在于多种矿石中。下列矿石的主要成分中铜元素的质量分数最高的是 A.黄铜矿 CuFeS2 B.斑铜矿 Cu5FeS4 C.辉铜矿 Cu2S D.孔雀石 CuCO3Cu(OH)2,答案,解析,解析 设均含有2个Cu原子，比较“Fe2S4”“Fe S ”“S”“H2CO5”的式量可知，Cu2S中铜的质量分数最高，CuFeS2中的Cu的质量分数最低。,1.铁的冶炼
3、 (1)原料： 、 、 、 等。 (2)设备： 。 (3)反应原理：用还原剂将铁从其化合物中还原出来。 (4)工艺流程：从高炉下方鼓入空气与 反应产生 并放出大量的热量； 再与灼热的 反应，生成 ； 在高温下将氧化铁还原为金属铁。,铁矿石,焦炭,二、铁、铜的冶炼,空气,石灰石,炼铁高炉,CO2,CO2,焦炭,焦炭,CO,CO,(5)铁矿石中含有二氧化硅需除去：石灰石在高温下分解生成氧化钙和二氧化碳，氧化钙与铁矿石中的二氧化硅等反应生成炉渣，炉渣的密度比铁水小，故浮在铁水上面，从而分离得到铁水。 (6)用这种方法炼出来的铁是含碳 的生铁。将生铁进一步炼制，就可以得到用途更广泛的钢(含碳0.03%
4、2%)。,2%4.5%,2.铜的制备与精炼 工业上主要采用 (主要成分是 )的方法获得铜。用这种方法冶炼得到的铜，含铜量为99.5%99.7%，还含有_等杂质。要达到电气工业生产用铜的要求，这种由黄铜矿高温冶炼得到的铜还必须经过 ，其得到的铜，含铜量高达99.95%99.98%。,高温冶炼黄铜矿,CuFeS2,Ag、Au、,Zn、Fe,电解精炼,1.炼铁的主要化学反应 (1)还原剂的形成： 。 (2)铁的还原： 。 (3)炉渣的形成： 。,2.金属冶炼的一般方法 (1)电解法：适合冶炼金属活动性较强的金属(一般为金属活动性顺序表中铝及铝前面的金属)。,(2)高温还原法：用还原剂(CO、C、H2
5、、Al等)还原金属氧化物，适合冶炼金属活动性顺序表中Zn到Cu之间的大多数金属。,(3)热分解法：适合冶炼金属活动性较差的金属。,提醒 (1)在工业上还有一种冶炼方法叫做湿法冶金，即利用活泼金属把不活泼金属从它的盐溶液中置换出来。 例如：CuSO4Fe=CuFeSO4。 (2)金属的冶炼方法与金属活动性的关系,K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb (H) Cu Hg Ag Pt Au,电解法 热还原法 热分解法 物理提,炼法,例2 高炉炼铁生产中下列说法正确的是 A.还原氧化铁的还原剂是焦炭 B.采用富氧空气可以得到纯铁 C.加石灰石的目的主要是为了除去过量碳 D.用于冶炼生铁的
6、矿石主要有磁铁矿、赤铁矿,答案,解析,易错提醒,解析 A项中，焦炭发生的反应：CO2 CO2、CO2C 2CO，其中CO将铁矿石中的铁还原成铁单质，A项错误； 高炉炼铁得到的只是含碳量为2%4.5%的生铁，不会得到纯铁，B项错误； 加入石灰石的目的是它在高温下分解成生石灰，继而再与SiO2反应生成CaSiO3炉渣，除去杂质SiO2，故C项错误。,易错提醒,易错提醒 高炉炼铁时，虽然加入的是焦炭，实际上的还原剂是CO。,例3 火法炼铜首先要焙烧黄铜矿，其反应为2CuFeS2O2=Cu2S2FeSSO2，下列说法正确的是 A.SO2是氧化产物 B.CuFeS2仅作还原剂，硫元素被氧化 C.每生成1
7、 mol Cu2S，有4 mol硫被氧化 D.每转移1.2 mol电子，有0.2 mol硫被氧化,答案,解析,解析 由反应方程式知，CuFeS2中Cu化合价降低被还原为Cu2S，CuFeS2中 的S化合价升高，被氧化为SO2；O2在反应后化合价降低，被还原为SO2，因此可知SO2既是氧化产物又是还原产物，A项错误； CuFeS2既是氧化剂又是还原剂，B项错误； 每生成1 mol Cu2S，有1 mol S被氧化，C项错误； 利用反应知转移6 mol e，有1 mol S被氧化，D项正确。,达标检测,1.下列物质中含铜元素的是 A.天石 B.孔雀石 C.赤铁矿 D.石灰石,解析 孔雀石的主要成分
8、为CuCO3Cu(OH)2。,1,2,3,4,答案,解析,解析 A项，关于金属冶炼的本质和方法的叙述是正确的； B项，湿法炼铜是用铁置换出铜； C项，炼铁中加入石灰石是为了除去二氧化硅杂质； D项，工业上用电解熔融氧化铝的方法生产铝。,2.下列关于金属冶炼的说法正确的是 A.金属冶炼的本质是将化合态金属还原为游离态，冶炼方法由金属的活动性决定 B.Cu的湿法冶炼是将金属钠投入到CuSO4溶液中，从而置换出铜 C.Fe通常采用热还原法冶炼，加入石灰石的目的是除去过量的碳 D.由于Al的活动性强，故工业上采用电解熔融氯化铝的方法生产铝,1,2,3,4,答案,解析,3.下列有关金属的工业制法中正确的
9、是 A.制钠：用海水为原料制得精盐，再电解纯净的NaCl溶液 B.制铝：从铝土矿中获得氧化铝，再得到氯化铝固体，电解熔融的氯化 铝得到铝 C.制镁：用海水为原料，经一系列过程制得氧化镁固体，H2还原得镁 D.制铁：以铁矿石为原料，CO还原得铁,解析 分别电解熔融的NaCl、MgCl2、Al2O3(和冰晶石)来制取Na、Mg、Al，A、B、C三项均错。,1,2,3,4,答案,解析,4.冶炼金属一般有下列四种方法：焦炭法；水煤气法(或H2或CO)；活泼金属置换法；电解法。四种方法在工业上均有应用。古代有()火烧孔雀石炼铜，()湿法炼铜，现代有()铝热法炼铬，()从光卤石中炼镁，对它们的冶炼方法的分析不正确的是 A.()用 B.()用 C.()用 D.()用,1,2,3,4,答案,解析,解析 由于金属的化学活动性不同，金属离子得到电子还原成金属原子的能力也就不同，因此必须采用不同的冶炼方法。()()()()发生的反应分别是,1,2,3,4,()FeCuSO4=FeSO4Cu，适用于。,
