从自然界中提取铁和铜

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Fe 3O 4)、赤铁矿(主要成分为Fe 2O 3)等。

(2)铜矿有黄铜矿(主要成分为CuFeS 2)、孔雀石[主要成分为CuCO 3·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CO 2：C ＋O 2高温,CO 2， b 生成CO ：CO 2＋C 高温,2CO 。

②铁的生成：Fe 2O 3＋3CO 高温,2Fe ＋3CO 2。

③炉渣的形成：a.CaCO 3高温,CaO ＋CO 2， 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O2CuSO 4――→FeCu 。

②特点：成本低、污染小、反应条件简单等。

1．高炉炼铁的生产中，下列说法正确的是( ) A ．焦炭和一氧化碳都是还原剂 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得到CO2D．用于冶炼生铁的矿石主要有磁铁矿、赤铁矿和黄铁矿2．回答下列关于高炉炼铁的问题：(1)炼铁的原料有______________________________________________________。

从自然界获取铁和铜一、铁1、铁元素在自然界中的存在状态①游离态：主要存在于__________________②化合态：主要矿物有___________、___________、_____________等。

2、铁的冶炼①设备______________。

②原料______________、______________、______________、______________。

③原理_______________________、________________________、____________________。

④炉渣的形成_________________________、_______________________________。

二、铜1、铜元素在自然界中的存在状态（1）游离态_____________（2）化合态：黄铜矿_______________孔雀石______________ 2、铜的冶炼：（1）高温冶炼黄铜矿（2）生物炼铜巩固练习1．我国是世界文明古国，有些化学工艺发明较早。

我国掌握冶铁技术的历史时期是（）A．春秋初年B．商代C．唐代D．战国晚期2.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3.高炉炼铁中石灰石的作用（）A.除S、P 等杂质 B、催化剂 C、除二氧化硅 D、脱氧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．已知一些金属单质的发现与其金属活动性存在着某种必然的联系，你认为下列事件发生在铁器时代之前的是（）①金属铝的冶炼②青铜器时代③金银的使用④戴维发现金属钠⑤15世纪中国使用锌铸币A．②③⑤B．②③C．①②③D．①④⑤铁、铜及其化合物的应用一、铁及其化合物1、铁（1）物理性质纯铁是一种_________色金属，密度________，硬度_________，熔沸点________，有较好的_________、_________、__________，能被磁铁吸引。

第二单元 铁、铜的获取及应用第一课时 从自然界中获取铁和铜一、铁和铜在自然界中的存在铁和铜在自然界主要以 化合态 的形式存在。

常见的铁矿 磁铁矿 (主要成分为Fe 3O 4)、 赤铁矿 (主要成分为Fe 2O 3)等；常见的铜矿有 黄铜矿 (主要成分为CuFeS 2)、 孔雀石 [主要成分为CuCO 3·Cu(OH)2]等。

此外铁在自然界中还以 游离态 的形式存在于陨铁中。

二、工业炼铁工业炼铁的原理是利用 氧化还原 反应，用 还原剂 将铁从铁矿石中还原出来。

1．原料铁矿石 、焦炭 、空气 、石灰石 等。

2．设备 炼铁高炉。

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焦炭反应产生 二氧化碳 ，并放出大量的热量；二氧化碳 再与灼热的 焦炭 反应，生成 一氧化碳 ；一氧化碳 在高温下将氧化铁还原为铁。

有关反应的化学方程式：C ＋O 2 CO 2 ； CO 2＋C 2CO ； Fe 2O 3＋3CO 2Fe ＋3CO 2 。

5．除去铁矿石中含有的SiO2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，有关反应的化学方程式：CaCO 3 CaO ＋CO 2↑ ；CaO ＋SiO 2 CaSiO 3 。

炉渣的密度比铁水小，故浮在铁水上面，分离可得铁水。

三、工业炼铜1．用黄铜矿炼铜工业上用高温分解黄铜矿的方法获得铜。

粗铜中铜的含量为 99.5%～99.7% 。

含有 Ag 、=====点燃 =====高温 =====高温 =====高温 工业炼铁中碳的作用是什么？ 作用主要有：①与氧气经过一系列反应提供还原剂； ②反应放热维持高温。

Au 、Fe 、Zn 等杂质。

2．粗铜的精炼电解精炼铜的原理是让 粗铜 作阳极，失电子变为Cu2＋，在阴极上用 纯铜 作阴极即可得 精铜 。

电解精炼得到的铜，其含量高达 99.95%～99.98% 。

从自然界获取铁和铜从自然界获取铁和铜第一课时从自然界获取铁和铜（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、学习重点与难点重点：工业炼铁的原料、原理、设备、工艺流程与产物除金等少量的金属在自然界存在单质外，大多数金属以化合物的形式存在于大自然。

铁和铜主要以矿物的形式广泛存在于地壳中。

铁矿主要有_______________________________________，铜矿主要有________________________________________。

铁元素在地壳中的含量为4.65%，我国有丰富的铁矿资源，但品位不高。

在矿物中，金属元素的化合价呈正化合价，所谓金属的冶炼就是把金属从它们的化合物中____________(填“氧化”或“还原”出来) 。

完成课本P.72“交流与讨论”。

1．从矿石中提炼金属的一般步骤：①选矿（矿石的富集、除杂质，提高有用成分含量）；②冶炼；③精炼提纯。

2．冶炼金属常用方法(1)加热法——加热金属的氧化物和硫化物，使其分解出金属，例如Ag 2O＋O 2，适用于冶炼稳定金属。

(2)还原剂法——用还原剂把金属从化合物种还原出来。

常见的还原剂有H 2、CO 、C 、Al 等。

例如：Fe 2O 3＋CO ——_________________________________________，WO 3＋H 2——___________________________________________，Cr 2O 3＋2Al ——__________________________________________。

(3)电解法——用电流使金属还原，适用于冶炼活动金属。

3.2 课时作业踩点训练学问点1从自然界中猎取铁和铜1．高炉炼铁生产中，下列说法正确的是()A．焦炭是主要还原剂B．接受富氧空气可以得到纯铁C．加石灰石的目的主要是为了得到CO2D．用于冶炼生铁的矿石主要有磁铁矿、赤铁矿【答案】 D2．被视为现代湿法冶金先驱的反应是()A．铁与硫酸铜溶液反应B．高温下用一氧化碳从铁的氧化物中将铁还原出来C．氢气还原热的氧化铜得到铜D．高温下木炭还原氧化铜得到铜【答案】 A3．由中国社会科学院考古争辩所、成都文物考古争辩所、成都金沙遗址博物馆共同举办的《殷墟宝藏展览》展出了“司母辛鼎”，它是中国出土的其次大鼎。

至今为止出土的国宝级青铜器中有些看上去仍旧熠熠生辉。

下列对其缘由的分析中最可能的是()A．它们的表面电镀上了一层耐磨的黄金B．环境污染日趋严峻，它们表面的铜绿被酸雨溶解洗去C．铜属于金属活动性较弱的金属，因此不被氧化D．它们是由含有肯定比例金、银、锡、锌的铜合金制成的【解析】古代没有电镀技术，有些国家级青铜器至今看上去仍旧熠熠生辉，其材料应是抗腐蚀性强的铜合金。

【答案】 D4．某磁铁矿石200 t，经分析其中含有铁元素86.9 t。

则磁铁矿中Fe3O4的质量分数为()A．50% B．60%C．65% D．70%【解析】依据铁元素86.9 t可计算其含有Fe3O4 120.0 t，则磁铁矿中Fe3O4的质量分数为60%。

【答案】 B5．金币、银币、铜币等金属货币在我国历史上曾发挥过重要的作用，其中的一些被保藏爱好者珍藏着，在一位保藏家的家中，陈设了很多金属货币。

(1)其中有些货币表面是黑色，且有少量的绿色锈状物，则这确定是________币，黑色物质是________，形成这种物质的化学方程式为________________；绿色物质是________________，形成这种物质的化学方程式为________________，若要除去这些物质应选用________，发生反应的离子方程式为______________________________________________________ __________________________________。

高一化学必修1 铁、铜的获取及性质课时1 从自然界获取铁和铜【学海导航】1．了解铁、铜在自然界的主要存在形式和铁、铜的冶炼方法2．了解铁、铜的物理性质，掌握铁、铜的化学性质【主干知识】1．铁、铜的存在：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）、孔雀石等。

2．铁的冶炼：工业上铁的冶炼是在中进行的。

原料有、、和等。

在冶炼过程中，铁元素被还原，还原剂是，产生还原剂的化学方程式、。

由于矿石中有杂质，需除去，所加造渣剂为，反应方程式为。

用这种方法炼出的铁是含碳2%～4.5%的，将生铁进一步冶炼，就可以得到用途广泛的钢。

3．铜的冶炼：工业上用高温冶炼黄铜矿得到铜。

次冶炼得到的铜，其含量达到99.5%～99.7%。

通过法精炼铜，同等含量可以达到99.95%～99.98%。

4．铁、铜的物理性质：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。

铁和铜的密度，熔沸点。

5．铁、铜的化学性质：〖教材P72交流与讨论〗在以前的学习中，我们已经了解了铁、铜与其他物质发生的一些反应，请你写出相关的化学方程式或离子方程式，并指出反应中的氧化剂和还原剂1.与非金属单质的反应（如与O2、Cl2、S等反应）2.与酸的反应3．与盐溶液的反应Fe+CuSO4_______Cu+AgNO3_______〖结论〗：铁和铜在一定条件下可以与某些非金属、酸和盐溶液发生反应。

铁、铜在反应过程中充当剂。

铜在反应过程中一般转化为价的铜的化合物。

铁与氧化性较弱的氧化剂（如盐酸、硫酸铜等溶液）生成的铁的化合物，而与氧化性较强的氧化性（如氯气等）反应转化为的铁的化合物。

【精彩例题】例1．下列物质中，不能由Fe跟非金属单质直接化合而成的是（）A Fe3O4B CuSC FeCl3D FeCl22. 常温下，不能用铁制容器存放的物质是（）A 浓H2SO4B 浓氨水C CuSO4溶液D KOH溶液3，下列关于铁的叙述中错误的是（）A 纯净的铁是光亮的银白色金属B 铁能被磁体吸引C 铁是地壳中含量最多的金属元素，所以分布在地壳中的铁有游离态也有化合态D 常温下，铁与浓HNO3不反应【巩固练习】一．选择题（每题有1个答案）1．下列物质混合时，铁能溶解但无气体产生的是()A.铁粉与盐酸B.铁屑与稀硫酸C.铁粉与硫酸铜溶液D.铁钉浸入水中2．在含有Cu（NO3）2、Mg（NO3）2和AgNO3的溶液中加入适量锌粉，首先置换出的是（）A.MgB. CuC. AgD. H23．CuS和Cu2S都能溶于硝酸，它们高温灼烧的产物相同，以下鉴别CuS和Cu2S两种黑色粉末的方法合理的是（）A .将两种样品分别溶于硝酸，区别反应快慢B.将两种样品分别溶于硝酸，区别溶液的颜色C.取两种同质量的样品分别在高温灼烧，区别残留固体的质量D.取两种同质量的样品分别在高温灼烧，区别残留固体的颜色4．现有2 mol/L的盐酸和硫酸溶液各100 mL，分别加入等质量的铁粉，反应结束时，所生成的气体质量比为2∶3，则往酸中加入的铁粉的质量为（）A．8.4 g B．5.6 g C．2.8 g D．16.8 g5．由FeSO4和Fe2(SO4)3组成的混合物中，含硫为a％，则所含铁的质量百分含量为( )A.3a％B.(100-2a)％C. 20％D. 1-3a％6．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7．在化学反应：3Fe＋4H2O Fe3O4＋3H2↑中，H2O作()A.还原剂B.氧化剂C.催化剂D.溶剂8．质量相同的下列金属, 分别跟足量盐酸完全反应产生氢气体积最多的是（）A．钠B．铝C．镁D．锌9．下列物质中，不属于合金的是（）A.硬铝B.黄铜C.钢铁D.水银10．下列铁的化合物中，铁的质量分数最高的是()A. FeS2B. FeOC. Fe2O3D. Fe3O4二．填空题11．Fe是地壳中含量很丰富的元素，也是生物体所必需的元素。

《从自然界中获取铁铜》教学设计一、教学设计思路本课的设计打破了以往元素化合物知识学习中的“结构—性质—制备—用途”的传统模式，而是从人们熟悉的这些元素及其化合物在生产生活中的应用实例着手，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，进而产生探究的欲望，通过学生自主查找资料，合作、讨论、探究得出一定的结论，在不断提出问题、解决问题的过程中将探索引向深入。

同时不断在内容中穿插学科德育的理念，感受先人及现代人的智慧，激发学生无尽的学习欲望！这样编排有利于使学生在更广阔的视野下，认识在生产生活中有广泛应用的元素及其化合物的相关知识，从而了解化学在资源利用和保护中所起的作用，认识到化学学科与人类生活的紧密联系，培养学生运用化学知识解决与化学相关的社会问题的能力。

二、学习任务分析本节课选自苏教版化学必修1专题3第二单元第一课时，教材主要介绍了铁、铜在自然界的主要存在形式，以及高炉炼铁的原理、设备、原料、反应过程与产物，最后简单介绍了几种工业炼铜的方法。

本节课编排在铝的学习之后，是对金属元素学习的延伸，并且继铝土矿中铝的提取之后，从铁、铜的存在和提取着手，介绍了它们的冶炼方法，能加深学习者对本专题的“从矿物到基础材料”的理解，通过对这些元素的制备、性质等的探究，学生能进一步体验化学研究方法和途径，同时也在巩固铁、铜相关的性质和化学反应的基础上获得新的知识建构。

其中铜的冶炼方法中初步涉及铜的冶炼方法，这为必修2中粗铜精炼的学习打下基础。

教学重点：高炉炼铁的原理和过程。

教学难点：对高炉炼铁流程的探究。

三、学习者分析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，在前一专题的学习中，学生刚接触了氧化还原反应的内容，能判断要从化合态的铁、铜转化为游离态需要还原剂来还原，这些都有利于本节课自主探究学习的展开。

但是学习者是高一新生，对知识的迁移、运用能力相对较弱，将已有知识框架与新知识结合起来的能力还不足。

从自然界获取铁和铜教学设计一、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。