2018高中苏教版化学必修1：(十六) 从自然界获取铁和铜 含解析

第2單元課時1從自然界獲取鐵和銅教學設計一、學習目標（1）瞭解自然界中鐵、銅的存在形式，掌握高爐煉鐵的化學原理，簡單瞭解濕法煉銅的過程。

（2）通過介紹我國悠久的銅、鐵冶煉史，對學生進行愛國主義教育，體會鐵、銅的冶煉對人類文明的重要影響。

（3）通過介紹鐵和銅的使用情況，使學生認識到化學與生活的緊密聯繫，培養學生的社會責任感。

二、教學重點與難點重點：工業煉鐵的原料、原理、設備、工藝流程與產物三、設計思路從學生熟悉的銅、鐵及其化合物在生產、生活中的應用事例著手，引發學生對“它們在自然界如何存在，人類如何獲取這些物質”的思考，通過圖片、視頻等媒體説明學生掌握鐵和銅的冶煉的內容，同時讓學生感受化學為生活服務的意識。

四．教學過程【創設情境】多媒體演示漂亮的流星雨。

（ppt2）【講述】流星雨落下的有的是隕石，有的是隕鐵。

【展示】新疆大隕鐵(ppt3)【講述】古代的人們就用隕鐵制作工具，如種植時所用的鐵鍬、鐮刀、斧頭等，這就是人類最早利用的鐵。

人類最早利用的銅，是來自于地球上自然存在的少量單質銅。

但是，隕石是稀有之物，比黃金和鑽石還稀有。

單質銅也很稀少，是絕對滿足不了人類對鐵和銅的巨大需求的。

所以，簡易的冶煉的方法也就慢慢地應運而生了。

我們先來看下自然界中存在的鐵和銅的礦石。

【創設情景】展示自然界存在的各種鐵、銅礦石的實物。

（ppt4、5）【提問】它們在自然界如何存在？【板書】一.鐵、銅存在形式（ppt6）主要以化合態形式存在於自然界。

【設疑1】為什麼地球上只存在少量單質銅，而鐵單質只存在於隕鐵中?【設問】鐵、銅是人類使用最早、應用最廣泛的兩種金屬，它們在日常生活中的應用十分廣泛，請同學舉例常見的鐵製品和銅製品有那些？鐵和銅的用途有那些？【設疑2】1．你們知道如何將鐵從化合態轉化為游離態嗎？(ppt7)2．選用哪些還原劑？【學生活動】: 通過教材瞭解煉銅、煉鐵的方法和工藝。

通過收集到的資料,小組交流討論更多其他的煉銅、煉鐵的方法。

高中化学学习材料唐玲出品第二单元铁. 铜的获取及应用第1课时从自然界中获取铁和铜本课时课标要求:1．了解自然界中铁、铜的存在形式及常见的冶炼方法2．体会铁铜的冶炼对人类文明的重要影响1. 下列有关铁的叙述正确的是（）A. 铁是人类发现和使用最早的金属之一B. 地球上存在大量的游离态铁C. 纯铁的硬度很大D. 铁是地壳中含量最多的金属元素2. 下列物质中，不属于合金的是（）A. 硬铝B. 黄铜C. 钢铁D. 水银3. 在Fe、 Fe2+、Fe3+三种粒子中，具有相同的（）A. 质子数B. 最外层电子数C. 核外电子数D. 电荷数4. 下列情况中，能通过置换反应得到铁的是（）A. 铜与氯化亚铁溶液常温下混合；B. 一氧化碳通过灼热的三氧化二铁；C. 氢气通入硫酸亚铁溶液；D. 铝和四氧化三铁混合加热到高温；5. 赤铜矿的主要成分是氧化亚铜（Cu2O），辉铜矿的主要成分是硫化亚铜（Cu2S），将赤铜矿与辉铜矿混合加热有如下反应：Cu2S + 2Cu2O 6Cu + SO2↑下列对于该反应的说法中，正确的是（）A. 该反应中的氧化剂只有Cu2OB. Cu2S在反应中既是氧化剂又是还原剂C. Cu既是氧化产物又是还原产物D. 氧化产物与还原产物的物质的量之比为1：66. 下列盐既可通过金属与酸反应得到，也可以通过金属与单质反应得到的是（）A．FeCl3 B．CuCl2 C．FeCl2 D．MgCl27. 铁是色金属，可以被磁铁吸引。

而铜是色金属。

铁和铜都有良好的性和性。

铁、铜在自然界中主要以的形式存在。

常见的有磁铁矿、赤铁矿，常见的铜铁矿有黄铜矿（CuFeS2）、孔雀石 (写化学式)。

8.工业上铁的冶炼是在_______进行的，原料有、、和空气。

①写出赤铁矿被还原成铁的化学反应方程式：②写出焦炭起还原作用前在高炉中参与反应的两个化学方程式、③写出碳酸钙参与反应的两个化学方程式：、④用这种方法炼出的铁是含碳2%～4.5%的，将其进一步冶炼，就可以得到用途广泛的钢。

从自然界中获取铁和铜各位评委大家好：今天我说课的内容是苏教版必修一专题三第二单元“铁铜的获取及应用”中的一节内容“从自然界中获取铁和铜”。

本节教材以铁和铜在日常生活中的应用实例为切入点，引出本节课要讲的内容。

通过铁和铜在自然界中存在形态的简单介绍，展示了常见的铁矿和铜矿。

讨论如何实现铁，铜从化和态转化为游离态之后，重点介绍了工业上高炉炼铁的原理、设备、原料、反应过程与产物。

此外，还对工业炼铜和生物炼铜做了简单介绍，使学生深刻体会到化学与工业生产的密切联系。

本节课编排在铝的学习之后，不仅是对金属元素学习的延伸，更能加深学习者对本专题的“从矿物到基础材料”的理解，同时，也为本单元后续内容《铁，铜及其化合物的应用》的学习打下基础。

其中铜的冶炼方法中初步涉及铜的冶炼方法，这也为必修2中粗铜精炼的学习做好铺垫。

学习者在初中已经学习过金属活动性顺序表，能判断铁、铜元素的活泼性，并且已经有了一定的铁、铜化合物如何转化为单质铁、铜的知识，并且对铁、铜等金属材料的冶炼：高炉炼铁、湿法炼铜都做了简单得了解，这些都有利于本节课自主探究学习的展开。

但是高炉炼铁过程中涉及的反应及原理相对复杂且陌生，学生学习起来会有一定的困难。

因此，我将本节课的教学重点定位为，高铝炼铁的原理。

教学难点，掌握高炉炼铁的反应及原理。

针对以上内容我制定了如下的教学目标【知识与技能】1了解自然界中铁，铜的存在形式和常见的冶炼方法。

2掌握高炉炼铁，湿法冶铜的原理【过程与方法】在对工业炼铁的原料、原理、设备、工艺流程与产物的探讨中提高用所学化学知识解决实际问题的能力。

【情感态度与价值观】1.通过了解我国悠久的铜铁冶炼史，感受中华民族的古老文化；2通过高铝炼铁、生物炼铜的学习，建立环保节能意识。

接下来是我的教程，我将分五个部分进行：一：创设情境，导入新课首先我将通过多媒体向同学们展示流星雨的图片，并让他们思考：流星体坠落到地面残留部分是什么？从而引出古人从陨铁中获取铁的话题，并进一步追问：为什么人们要从陨铁中获取单质铁呢？难道地球上不存在单质铁吗？从而引导学生从铁、铜的性质出发去猜想铁铜在自然界中的主要存在形态，并介绍常见的铁矿、铜矿。

第二单元| 铁、铜的获取及应用第一课时从自然界获取铁和铜—————————————————————————————————————[课标要求]1．了解铁、铜的冶炼。

2．掌握金属冶炼的一般方法。

1．常见的铁矿有磁铁矿(Fe3O4)、赤铁矿(Fe2O3)等，常见的铜矿有黄铜矿(CuFeS2)、孔雀石[CuCO3·Cu(OH)2]等。

2．工业上主要采用高温冶炼黄铜矿(CuFeS2)的方法获得粗铜后经过电解精炼得到精铜。

3．常见金属的冶炼方法：①K、Ca、Na、Mg、Al用电解法；②金属活动性顺序中Zn～Cu用高温还原法；③Hg、Ag用热分解法；④Cu、Zn还可用湿法冶炼。

铁、铜的冶炼1．铁、铜的存在铁、铜在自然界中主要以化合态的形式存在。

(1)铁矿有磁铁矿(主要成分为Fe3O4)、赤铁矿(主要成分为Fe2O3)等。

(2)铜矿有黄铜矿(主要成分为CuFeS2)、孔雀石[主要成分为CuCO3·Cu(OH)2]等。

2．铁、铜的早期获取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然存在的少量单质铜。

3．铁的冶炼(1)设备：炼铁高炉。

(2)原料：铁矿石、焦炭、空气、石灰石等。

(3)主要反应①还原剂的生成。

a.生成CO2：C＋O2高温,CO2，b生成CO：CO2＋C高温,2CO。

②铁的生成：Fe2O3＋3CO高温,2Fe＋3CO2。

③炉渣的形成：a.CaCO3高温,CaO＋CO2，b ．CaO ＋SiO 2高温,CaSiO 3。

[特别提醒]使用炼铁高炉得到的是含碳2%～4.5%的生铁，生铁经过进一步冶炼，包括降碳，调硅锰，除硫、磷，得到含碳量0.03%～2%的钢。

4．炼铜(1)工业炼铜：工业上采用高温冶炼黄铜矿(主要成分为CuFeS 2)的方法得到铜。

黄铜矿――→还原剂高温冰铜―→粗铜(含Ag 、Au 、Fe 、Zn 等杂质)――→电解精炼精铜 (2)生物炼铜(矿堆浸铜法)①原理：CuS ――→细菌O 2CuSO 4――→Fe Cu 。

第一课时 从自然界获取铁和铜1．如何制取金属Na 、Mg 、Al ？写出反应的化学方程式。

提示：2NaCl =====通电2Na ＋Cl 2↑，MgCl 2=====通电Mg ＋Cl 2↑，2Al 2O 3=====通电冰晶石4Al ＋3O 2↑2．以Na 、Al 为还原剂可置换哪些金属？写出反应的化学方程式。

提示：Ti 、Fe ，TiCl 4＋4Na700～800℃,Ti ＋4NaClFe 2O 3＋2Al =====高温2Fe ＋Al 2O 33．能还原金属氧化物的常见还原剂有哪些？写出CO 分别与Fe 2O 3、CuO 反应的化学方程式。

提示：C 、CO 、H 2、Al 等，Fe 2O 3＋3CO =====高温2Fe ＋3CO 2，CuO ＋CO =====△Cu ＋CO 2↑[新知探究]探究 铁、铜在自然界中的存在形式及铁、铜矿石的成分(1)铁和铜在自然界中主要以化合态的形式存在：①常见的铁矿有磁铁矿(主要成分为Fe 3O 4)、赤铁矿(主要成分为Fe 2O 3)、黄铁矿(主要成分为Fe S 2)、菱铁矿(主要成分为FeCO 3)等。

②常见的铜矿有孔雀石[主要成分为CuCO 3·Cu(OH)2]、黄铜矿(主要成分为CuFeS 2)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然存在的少量单质铜。

[成功体验]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：选B 孔雀石的主要成分为CuCO 3·Cu(OH)2。

[新知探究]探究1 铁的冶炼需要的原料和设备(1)原料：铁矿石、焦炭、空气、石灰石。

(2)设备：炼铁高炉。

探究2 铁的冶炼过程中的主要反应，写出下列反应的化学方程式(1)还原剂的生成：C ＋O 2=====点燃CO 2，C ＋CO 2=====高温2CO ；(2)铁矿石的还原：Fe 2O 3＋3CO =====高温2Fe ＋3CO 2；(3)炉渣的形成：CaCO 3=====高温CaO ＋CO 2↑，CaO ＋SiO 2=====高温CaSiO 3。

铁、铜的获取及应用学海导航：本单元是在学生已有的一些有关铁和铜知识的基础上，结合氧化还原反应、离子反应、电化学腐蚀等知识进一步学习铁、铜及它们的一些重要化合物的化学性质。

本节某些内容我们在以前的学习中可能已有所涉猎，但还应通过阅读教材、认真观察教师的演示实验，在增强感性认识的同时积极思考，运用前面学过的理论知识理解有关物质的性质，并对自己的结论进行验证。

铁、亚铁盐、铁盐之间的关系，是较为重要的“铁三角”关系。

我们可在借助教材演示实验的帮助下理解该内容，并注意分析三者之间转换的条件。

本单元建议采用“复习 → 讨论 → 演示 → 归纳”的方法 1.炼铁(1)反应原理：在高温下，用还原剂(主要是CO)把铁从铁矿石里还原出来。

(2)原料：铁矿石、焦炭、石灰石和空气 (3)设备：高炉 (4)生产过程①还原剂的生成 C+O 2 ===== CO 2 CO 2+C =====2CO②铁矿石还原成铁 Fe 2O 3+3CO ===== 2Fe+3CO 2↑③除脉石、炉渣的形成 CaCO 3 ===== CaO+CO 2↑ SiO 2+CaO ===== CaSiO 32.铁的性质(1)物理性质：银白色光泽、密度大，熔沸点高，延展性、导电、导热性较好、能被磁铁吸引。

(2)化学性质：铁是较活泼的金属，常显+2、+3价，且通常Fe 3+比Fe 2+稳定。

①铁三角（见右图）②Fe 2+与Fe 3+离子的检验；(1)溶液是浅绿色(2)与KSCN 溶液作用不显红色，再滴氯水则变红 (3)加NaOH 溶液现象：白色沉淀 → 灰绿色→ 红褐色(1) 与无色KSCN 溶液作用显红色Fe 2+点燃 高温高温高温 高温(2) 溶液显黄色或棕黄色Fe3+(3) 加入NaOH溶液产生红褐色沉淀3．铜的物理性质铜是一种紫红色的金属，具有良好的导电导热性和延展性4．铜的冶炼)，得粗铜（99.5%～99.7%）；(1) 高温冶炼黄铜矿(CuFeS2(2) 电解精炼，得纯度较高的铜（99.95%～99.98%）。

第2单元铁、铜的获取及应用第2单元课时1 从自然界获取铁和铜一、学习目标（1）了解自然界中铁、铜的存在形式，掌握高炉炼铁的化学原理，简单了解湿法炼铜的过程。

（2）通过介绍我国悠久的铜、铁冶炼史，对学生进行爱国主义教育，体会铁、铜的冶炼对人类文明的重要影响。

（3）通过介绍铁和铜的使用情况，使学生认识到化学与生活的紧密联系，培养学生的社会责任感。

二、教学重点与难点重点：工业炼铁的原料、原理、设备、工艺流程与产物三、设计思路从学生熟悉的铜、铁及其化合物在生产、生活中的应用事例着手，引发学生对“它们在自然界如何存在，人类如何获取这些物质”的思考，通过图片、视频等媒体帮助学生掌握铁和铜的冶炼的内容，同时让学生感受化学为生活服务的意识。

四．教学过程【创设情境】多媒体演示漂亮的流星雨。

（ppt2）【讲述】流星雨落下的有的是陨石，有的是陨铁。

【展示】新疆大陨铁(ppt3)【讲述】古代的人们就用陨铁制作工具，如种植时所用的铁锹、镰刀、斧头等，这就是人类最早利用的铁。

人类最早利用的铜，是来自于地球上自然存在的少量单质铜。

但是，陨石是稀有之物，比黄金和钻石还稀有。

单质铜也很稀少，是绝对满足不了人类对铁和铜的巨大需求的。

所以，简易的冶炼的方法也就慢慢地应运而生了。

我们先来看下自然界中存在的铁和铜的矿石。

【创设情景】展示自然界存在的各种铁、铜矿石的实物。

（ppt4、5）【提问】它们在自然界如何存在？【板书】一.铁、铜存在形式（ppt6）主要以化合态形式存在于自然界。

【设疑1】为什么地球上只存在少量单质铜，而铁单质只存在于陨铁中?【设问】铁、铜是人类使用最早、应用最广泛的两种金属，它们在日常生活中的应用十分广泛，请同学举例常见的铁制品和铜制品有那些？铁和铜的用途有那些？【设疑2】1．你们知道如何将铁从化合态转化为游离态吗？(ppt7)2．选用哪些还原剂？【学生活动】: 通过教材了解炼铜、炼铁的方法和工艺。

通过收集到的资料,小组交流讨论更多其他的炼铜、炼铁的方法。

精品化学学习资料课时跟踪检测（十六） 从自然界获取铁和铜1．下列说法中，不正确的是( )A ．金属的冶炼，就是利用氧化还原反应原理，在一定条件下将金属从其化合物中还原出来B ．冶炼金属时，必须加入一种物质作为还原剂C ．金属由化合态变为游离态，都是被还原D ．金属单质被发现和应用得越早，其活动性一般越弱解析：选B 由金属冶炼的方法可知，金属冶炼时，除用高温还原法外，还可用电解法、热分解法，后两种方法不用加入还原剂，B 不正确。

2．下列化学反应在金属冶炼工业中还没有得到应用的是( )A ．2NaCl(熔融)=====电解2Na ＋Cl 2↑ B ．Al 2O 3＋3C=====2 125 ℃2Al ＋3CO ↑ C ．Fe 2O 3＋3CO=====高温2Fe ＋3CO 2 D ．2Ag 2O=====△4Ag ＋O 2↑ 解析：选B 目前金属铝的制备方法是电解氧化铝，其他选项中所涉及的内容均符合理论和生产实际。

3．铝能用于冶炼金属铁、钒、铬、锰等，其原因是铝具有( )A ．两性B ．导电性好C ．熔点低D ．还原性强，且反应放出大量热解析：选D 铝能用于冶炼金属铁、钒、铬、锰等，其原因一是铝比铁、钒、铬、锰等活泼，铝能把其置换出来；二是反应放出大量的热使反应得以进行，D 正确。

4．下列反应原理不符合工业冶炼金属实际情况的是( )A ．MgCl 2(熔融)=====电解Mg ＋Cl 2↑ B ．TiCl 4＋4Na =====700～800℃Ti ＋4NaCl C ．Al 2O 3＋3H 2=====△ 2Al ＋3H 2OD ．Fe 3O 4＋4CO=====高温3Fe ＋4CO 2 解析：选C 工业上用电解Al 2O 3的方法制取单质Al 。

5．从石器、青铜器到铁器时代，金属的冶炼体现了人类文明的发展水平。

下图表示了三种金属被人类开发利用的大致年限，之所以有先后，主要取决于( )A ．金属的导电性强弱B ．金属在地壳中的含量多少C ．金属的化合价高低D ．金属的活动性强弱解析：选D 人类对材料的使用经历了一个由易到难，由简单到复杂的过程，所以金属活动性较差、容易冶炼的金属最先被人发现和利用。

第二单元铁、铜的获取及应用第一课时从自然界获取铁和铜1.下列物质在冶炼金属的过程中,需加入还原剂的是( )A.HgOB.Al2O3C.Fe2O3D.NaCl解析:在金属活动性顺序表中处于锌和铜之间的大部分金属,采用热还原法制取,需加入还原剂。

答案:C2.下列情况中,能通过置换反应得到铁的是( )A.铜与氯化亚铁溶液常温下混合B.一氧化碳通过灼热的氧化铁C.氢气通入硫酸亚铁溶液D.铝和四氧化三铁混合加热到高温解析:一种单质与一种化合物反应生成另一种单质和另一种化合物的反应叫做置换反应。

答案:D3.用H2作还原剂和用金属作还原剂相比,所得金属的纯度的说法正确的是( )A.用H2的高B.用金属的高C.二者相同D.无法比较解析:H2是气体,易分离,所得金属的纯度高。

答案:A4.实验室欲使1.6 g氧化铁完全还原,事先应准备的CO在标准状况下的体积( )A.等于672 mLB.等于336 mLC.大于672 mLD.小于336 mL解析:反应前要通CO将装置中的空气排出,反应后还要通CO直至铁冷却。

所以事先准备的CO应远远大于反应所需的CO。

答案:C5.在高温下用一氧化碳还原m g四氧化三铁得到n g铁。

已知氧的相对原子质量为16,则铁的相对原子质量为( )A. B.C. D.解析:该题考查相对原子质量的计算,答题时运用反应方程式中量的关系求解。

答案:B6.成语是我国文化的宝贵遗产。

下列有关金属的成语中,不符合科学原理的是( )A.百炼成钢B.火树银花C.点石成金D.曾青化铁解析:百炼成钢主要介绍生铁炼钢的过程。

火树银花中的火树指焰火,焰火中含有各种金属元素,燃烧时显示各种颜色,化学上称为焰色反应。

C项违背了元素守恒。

D是湿法炼铜的原理。

答案:C7.冶炼金属常用以下几种方法:①以C或CO、H2作还原剂还原;②电解法;③热分解法;④铝热反应。

现有下列金属:Al、Mg、Cu、Hg,试标明适宜的冶炼方法。

Al ;Mg ;Cu ;Hg 。