从自然界中获取铁和铜

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% 。

§3.2.1从自然界获取铁和铜 【学习目标】1.了解铁、铜在自然界的主要存在形式。

2.能够说出高炉炼铁的化学原理。

3.了解铜的冶炼方法和原理。

了解不同金属冶炼的常用方法。

4.【学习过程】一、铁、铜在自然界中的存在 存在形式 游离态(少量) 化合态(主要形式)铁的存在 天然铁(陨铁) 磁铁矿 赤铁矿 铜的存在天然铜(少量)黄铜矿孔雀石二、铁、铜的冶炼 1.铁的冶炼：(1)原理：高温下用还原剂将___________________________。

(2)设备：炼铁高炉，如下图所示。

(3)原料：___________________和石灰石。

(4)冶炼过程。

(5)铁合金。

2.铜的冶炼： (1)高温炼铜。

①原理：高温下使黄铜矿(主要成分是CuFeS2)分解得到单质铜，再通过电解精炼，得到高纯度的铜。

②生产流程 黄铜矿 粗铜 高纯铜。

(2)生物炼铜。

①原理：利用细菌把___________________转化为_______的铜 盐，再用较活泼的金属还原。

②生产流程：如CuS _____ Cu 。

③优点：反应条件简单、成本低、污染小。

(3)湿法炼铜。

①原理：用活泼的金属(如铁)置换出铜盐中的铜。

②主要反应：离子方程式 。

高温分解电解 精练 O 2细菌Fe二、单质的物理性质 名称 共同点不同点铁具有 光泽，密度较 ，熔沸点较 ， 易导 、导 。

纯净的单质铁为银白色，有良好的延展性，质地较软的固体，可被磁化。

铜铜具有与众不同的紫红色，质地较硬的固体。

三、单质的化学性质铁 铜 与非金属反应 与盐酸反应与盐溶液反应【小结】①铜在反应中一般转化为 价铜的化合物。

②铁跟氧化性较弱的氧化剂（如盐酸、硫酸铜溶液等）反应转化为 化合物。

③铁跟氧化性较强的氧化剂（如氯气、硝酸等）反应转化为 的化合物。

四、铁的氧化物五、铁的两种氢氧化物Fe 2O 3Fe 3O 4 颜色、 俗称 与盐酸 反应Fe （OH ）2Fe(OH)3颜色 与盐酸 反应 制备【当堂巩固】1.辨析下列说法的正误：()(1)地壳中有大量的游离态的铁。

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、学习重点与难点重点：工业炼铁的原料、原理、设备、工艺流程与产物三、学习过程【你知道吗】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。

【活动探究】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”。

【知识介绍】金属的冶炼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Ag2O 2Ag＋O2，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H2、CO、C、Al等。

例如：Fe2O3＋CO——_________________________________________，WO3＋H2——___________________________________________，Cr2O3＋2Al——__________________________________________。

(3)电解法——用电流使金属还原，适用于冶炼活动金属。