铁铜的获取及应用苏教版共81页

利用氧化还原反应，在高温下，用还原剂（主 要是CO)从铁矿石中还原出铁。 （3）设备：高炉
工业炼铁过程:
思考下列问题: ⑴ CO是怎样形成的? ⑵ 铁矿石是如何被还原的? ⑶ 石灰石的作用是什么?
炼铁和炼铜
（4）炼铁的主要反应过程：
①产生还原剂： C+O2
CO2
高温
CO2+C==2CO
（空气，焦炭）
建筑中的杰作——鸟巢
重达42000吨的钢结构自立于地面
炼铁和炼铜
三、铜的冶炼： 1.湿法冶铜：Fe+CuSO4= FeSO4+Cu
2.高温冶炼黄铜矿：
黄铜矿
粗铜 电解 精铜
（99.5%~99.7%） （99.95%~99.98%）
3.生物炼铜：
你知道吗?
想一想
列举你所熟悉的铁、铜制品，并根据它们的应 用，说出它们的物理性质吗？
Zn + FeSO4 Fe + ZnSO4
Fe+CuSO4 Cu+FeSO4
先人的足迹
里边堆上柴火，上面放上铁矿石，炼出的铁水顺炉内通道 汇聚于炉底，再从一小口流出，便可以作为生铁使用了。
二.铁的冶炼
炼铁： 铁矿石（化合态）→铁单质（游离态） （1）原料：铁矿石，焦炭，石灰石，空气
（2）基本反应原理： 3CO+ Fe2O3 高温 2Fe+3CO2
小小化学家
根据所学的化学知识,你能写出哪些从自然界获得铁和铜单质 的化学反应方程式?
生成铁的化学方程式 生成铜的化学方程式
2Al+Fe2O3 高温 Al2O3+2Fe
C+CuO Cu+CO
3H2+Fe2O3 2Fe+3H2O

化学方程式：
。
（4）每生成1mol D同时生成 0.75 mol E。
８．在一定条件下可实现右图所示物质之间的变化。回答下列问题：
2Al2O3 通电 4Al +3O2↑
２．铁、铜在自然界中的存在
铁
铜
单 有少量单质铁， 有少量单质铜， 质 来自于天降陨铁 来自于地球上自然存在
化 磁铁矿（ 黑色， 黄铜矿（ 黄 色，主要
合
主要成分 Fe3O4 ） 成分 CuFeS2 ） 赤铁矿（ 红 色， 孔雀石（ 绿 色，主要
物 主要成分 Fe2O3 ） 成分 CuCO3·Cu(OH)2）
属的冶炼方法的分析正确的是
（ B）
选项
A
B.
C
D
湿法炼铜 ③
③
②
④
铝热法炼锰 ①
③
③
②
从光卤石中 炼镁
②
④
①
④
４．下列四种工业生产：①用海水为原料制镁；
②冶炼生铁；③制漂白粉；④从海带中提取碘。
要用石灰石作为原料的是 （
B）
A．①
B．①②③. C．②③ D．全部
①
CaO+H2O=Ca(OH)2 Ca(OH)2+MgCl2= Mg (OH)2 ↓ +CaCl2
NaAlO2 CO2 CuO
Al(OH)3
O2 Al
Al2O3
（1）孔雀石的主要成分是CuCO3·Cu(OH)2（碱式碳酸铜）受热易分解，
则图中的F是
CO。2
Al3++4OH－=AlO2－+2H2O
（2）写出明矾溶液与过量的NaOH溶液反应的离子方程式： 。
（3）图中所得G和D都为固体，混合后在高温下可发生反应，写出该反应

Fe+2H+=Fe2++H2↑ 钢铁的析氢腐蚀
三、钢铁腐蚀的防护
自行车的不同构件分别采取了什么防锈措施
三、钢铁腐蚀的防护(P76交流与讨论)
蚀？ 4、你认为钢铁的腐蚀需要什么条件？ 5、请设计实验验证你的预测（参考P75活动
与探究，填写下表）。
1、钢铁腐蚀的危害情况？
金属的腐蚀对国民经济带来的损失是惊人的，据 70年代美国的一份统计报告称，全世界每年由于腐蚀 而报废的金属设备和材料，约相当于金属年产量的 1/3，全世界每年因金属腐蚀造成的直接经济损失约 达７００００亿美元，是地震、水灾、台风等自然灾 害造成损失总和的６倍.
炼铁和炼铜
铁矿石的成分和种类
脉石和硫磷杂质
铁
Fe3O4(磁铁矿石)
矿 石
Fe2O3(赤铁矿石)
铁化合物
2Fe2O3·3H2O(褐铁矿石)
FeCO3(菱铁矿石)
炼铁和炼铜
铜矿石的成分和种类
黄铜矿（CuFeS2） 孔雀石（CuCO3●Cu(OH)2）
分组讨论
如何将铁、铜从化合态转化为游离态？
生成铁的化学方程式 生成铜的化学方程式
化学：专题３第２单元 《铁、铜的获取及应用》 课件PPT（苏教版必修1）
炼铁和炼铜
思考：在自然界里，铁、铜是以什么形式存在的？
解析：铁是一种活泼的金属，因此，自然界 里的铁是以化合态的形式存在的。除 了天外坠至地球的陨铁外，自然界里 不存在游离态的铁。而铜的化学性质 比铁稳定，在自然界中主要以化合态 存在，也有少量单质铜
Cu+2Ag+=Cu2++2Ag
特 ①铜在反应中一般转化为+2价铜的化合物。
别 提

7、你给社会什么样的姿态，社会会给你什么样的生活，每一个选择都有不同的结局，就像走不同的道路会有不同的风景，不怕别人比你强， 害怕比你强人们比你更努力。
3．电解法：冶炼金属活动性顺序中铝 以前的金属，也可用于一些金属的精炼
通电
2NaCl 熔融 2Na＋Cl2↑
通电
MgCl2 熔融
Mg＋Cl2↑
2Al2O3
通电 熔融
4Al＋3O2↑
学习活动二 铁、铜的物理性质
共同点
不同点
具有金属光泽，纯净的单质铁为银白色， 铁 密度较大，熔 质地较软的固体，可被
练一练
铁黑（Fe3O4）是常见的铁系颜料.一种制取铁黑的实验流程如 下图所示
制取铁黑的反应原理可表示为 Fe(OH)2+Fe(OH)3 → Fe(OH)2·Fe(OH)3 →Fe3O4
（1）加入氨水调pH至7～9时，发生反应的离子方程式为 _______________________。 （2）为了保证铁黑样品的质量，“合成”中需要控制的因素有 ____________________________________（填三个）。
炼铁的主要反应过程
①产生还原剂： C+O2→CO2 CO2+C→2CO （空气，焦炭）
②还原铁矿石： 3CO+ Fe2O3 高温 2Fe+3CO2 （铁矿石）
③造渣（除脉石）： CaCO3
高温
=
CO2+CaO
高温
CaO+SiO2 = CaSiO3 （熔CuSO4= FeSO4+Cu
（3）铁黑产品中Fe3O4的含量是判断产品等级的依据 之一。某铁黑样品中混有的杂质为FeO、Fe2O3中的一 种。根据国标方法，进行的测定实验如下：

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4．有一块铁、铝、铜的合金共8.94 g，投入200 mL的稀硫 酸中，恰好完全反应，共收集到5 600 mL H2(标准状况下)， 并从溶液中滤出不反应的金属0.64 g，往溶液中加入过量 的氢氧化钠溶液，产生沉淀，过滤，洗涤后经过高温干燥 称得质量为8 g，根据题意回答下列问题：
Na、Mg、Al等)是不能被还原出来的，所以只有B项中的
两种才能用CO将其从金属氧化物中还原出来。
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2.下列铁的化合物中，铁的质量分数最高的是( )
A.FeS2
B.FeO
C.Fe2O3
D.Fe3O4
【解析】选B。由题意可知，这四种物质中，铁的质量分数
依次为：
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3．9 g铁与某种金属的混合物跟足量的稀硫酸完全反应，生
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例2 在常温下，Fe与水并不起反应，但在高温下，Fe可与 水蒸气发生反应。应用下列装置，试探究反应的部分产物。 在硬质玻璃管Ⅰ中放入还原铁粉和石棉绒的混合物，硬质 玻璃管Ⅱ中加入CuO。干燥管Ⅱ中盛装的物质是无水硫酸铜 和石棉绒的混合物。
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(1)实验前必须对整套装置进行气密性检查，操作方法是 _______________________________________________。 (2)圆底烧瓶中盛装_______，该装置受热后的主要作用是 ______；向烧瓶中放置了几片碎瓷片，其作用是_______。 (3)实验开始时应先点燃_______处(填“a”或“b”或 “c”)的酒精灯。 (4)实验完成后将小试管A从装置中取下，用拇指堵住试管 口，靠近酒精灯火焰，松开拇指，听到尖锐的爆鸣声，则 试管内收集的气体为______，如果要在A玻璃管处点燃该气 体，则必须对该气体进行___________________________。

（3加）入F过eC量l2F溶e、液过、中滤混有CuCCul22＋＋Fe＝Fe2＋＋Cu。 （加4入）过F量eCFel2、溶过液滤中混有F2FeCe3l＋3＋Fe＝3Fe2+ _____________ _____________________ （__通_5入_）_C_Fl_e2_C_l_3溶__2液_F_e中_3_＋混＋_有C__l2F_＝_eC_2F_l2e_2_+_+_2_C_l_- _______
③
Ⅰ
②
①
Ⅱ
④
（2）途径Ⅱ；途径Ⅰ得到的AlCl3溶液中含有NaCl 试回答下列问题： （1）写出图中①②③④的反应离子方程式
（2）由滤液A制得AlCl3溶液有途径Ⅰ和Ⅱ两条，你
认为合理的是
，理由是 。
（3）从滤液E中得到绿矾晶体的实验操作是
。
（3）蒸发浓缩、冷却结晶
（4）写出用滤渣F制备胆矾晶体的化学方程
CuCl2＋Fe＝FeCl2＋＋Cu
电解
MgCl2 == Mg + Cl2 ↑
电解
2Al2O3 == 4Al + 3O2
还有哪些制取 金属的方法？
用电解法制取的 金属有什么共同特 征？
【交流讨论】
1.工业冶炼铁的原料
2.工业冶炼铁的反应原理
①还原剂的生成：
C + O2 高=温 CO2
高温
CO2 + C = 2CO
Fe2O3 + 3CO 高=温 2Fe + 3CO2 ③炉渣的形成：
CaCO3 高=温 CaO + CO2 CaO + SiO2 高=温 CaSiO3
赤铁矿(Fe2O3)
磁铁矿(Fe3O4)

在常温下， 只要存在发生 电化学腐蚀的 条件，金属腐 蚀的过程就是 电化学腐蚀， 而吸氧腐蚀又 占其中的绝大 部分。
表面保护
金 属 保 电化学保护 护
改变金属成分
涂油漆 覆盖搪瓷或塑料
电镀 外加电流的阴极保护 牺牲阳极的阴极保护
制成合金
表面保护：包括涂层保护和镀层保护
刚玉（陶瓷）层 过渡层 钢管层
-
A. ①③ C. ③①
B. ③② D. ①②③
三、钢铁的腐蚀
金属材料包括纯金属和合金，如钢铁、 铜、铝、各种合金及一些新型金属材料等
钢铁腐蚀的情况 10%
钢铁生锈
90%
钢铁腐蚀占年产量 的十分之一
铜也会生锈
金属腐蚀：金属材料受周围介质的 作用而损坏
金属的腐蚀
化学腐蚀
金属表面与周围介质
（如O2、Cl2、SO2等） 直接发生化学反应而
2、铁和铜都有良好的导电性和导热性。 ３、铁和铜的密度较大，熔沸点较高。
二、单质化学性质
Fe
与非金属反应
点燃
3Fe+2O2
Fe3O4
点燃
2Fe+3Cl2
2FeCl3
与盐酸反应
Fe+2HCl FeCl2+H2
Cu
△
2Cu+O2
2CuO
点燃
Cu+Cl2
CuCl2
不反应
与盐溶液反应 Fe+CuSO4
FeSO4+Cu Cu+2AgNO3
WO3＋3H2 高温 W＋3H2O
3．电解法：冶炼金属活动性顺序中铝 以前的金属，也可用于一些金属的精 炼
2NaCl
直流电 熔融

(3)采用新制备的亚铁盐溶液，溶解亚铁盐时要先将
蒸馏水煮沸除去氧气；
(4)向亚铁盐溶液中滴加碱溶液时，将胶头滴管的尖 嘴插入亚铁盐溶液的深部，防止 NaOH 溶液带入 O2，并 使 Fe(OH)2 生成于溶解氧少的深部。
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第九单元 铁、铜的获取及其应用
•基
础
知
三、铜及其化合物
识
1．单质铜
巩 固
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第九单元 铁、铜的获取及其应用
•基 础 知 识 巩 固
二、铁的重要化合物 1．铁的氧化物
化学式
俗名 色态 铁元素 价态 与盐酸 反应 生成的 离子
FeO 黑__色__粉__末__ __＋__2____
Fe2＋
Fe2O3
Fe3O4
__铁__红____ 磁__性__氧__化__铁 红__棕__色__粉__末 _黑__色__晶__体_
重要的物质，要引导学生从生活实际出发理解铝、 铁、铜、硅的来源、冶炼、性质，学会从物质的类 别和化合价的角度分析物质的性质变化。
命题的重点将是铝与NaOH溶液的反应及Al2O3、 Al(OH)3的两性、Fe2＋与Fe3＋之间的转化关系及检 验方法、铜的冶炼及Cu(OH)2的性质、硅的提取及 应用等。在选择题中以离子共存、离子方程式的书 写与正误判断、氧化还原反应、物质的鉴别与分离 等角度，考查金属元素及其化合物的性质，
===__F_e_(_O_H__)3↓
空气中的现象是白__色__沉__淀__迅速变成_灰__绿__色___，
二者的 关系
最后变成_红__褐__色___，化学方程式为
__4_F_e__(O__H__)_2＋___O__2＋___2_H__2O__=_=__=_4_F__e_(O__H__)_3_ ，

________________________。 ③C造aC渣O(3除==高脉=温=石=C)a的O化＋学CO方2程↑式，：CaO＋SiO2==高=温==CaSiO3
_______________________________________________ __。 (5)产钢物：生铁、废气(N2、CO、CO2)、炉渣(CaSiO3)等。 (6)将生铁进一步炼制，可得到用途更广泛的含碳0.03%～2% 的_____。
铜在自然界存在于多种矿石中，如：
矿石名称 黄铜矿 斑铜矿 辉铜矿
孔雀石
主要成分 CuFeS2 Cu5FeS4 Cu2S CuCO3·Cu(OH)2 请回答下列问题：
(1)上表所列铜的化合物中，铜的质量百分含量最高的是 ____C_u_2S______。
(2)工业上以黄铜矿为原料，采用火法熔炼工艺生产铜。该工
1.铁的冶炼
(1)基本原理 利用__氧_化__还__原_____反应，在高温下，用还__原__剂______ (主要
是 CO) 从 铁 矿 石 中 把 铁 还 原 出 来 ， 用 化 学 方 程 式 表 示 ： _3_C_O_＋__F_e_2_O_3=_=高_=_温=_=_3_C_O__2＋__2_F_e___。
______ 4.铜绿受热分解
5.氢氧化铜受热分解 _C_u_(_O_H__)2_=_=_△=_==_C__u_O_＋__H_2_O___________________________ ______ 62.C木u炭O＋还C原=氧=高=温化==铜2Cu＋CO2↑ _______________________________________________ _H_2_＋__C_uO==△===Cu＋H2O 7.氢气还原氧化铜 C__O_＋__C_u_O_=_=_△=_=_=_C_u_＋__C_O__2 ___________________________ ______ 48H.一2＋氧F化e3碳O4还==高原=温=氧=3化Fe铜＋4H2O _______________________________________________ ______

[特别提醒] Fe3＋水解程度较大，pH 为 4 左右时几乎全部转化为
Fe(OH)3 沉淀，因而欲除去某溶液中的 Fe2＋，一般先向溶液中 加入氧化剂，使之转化为 Fe3＋，然后再调溶液的 pH 使之沉淀。
1．下列试剂中，不能使 Fe2＋转化为
Fe3＋的是
(D )
①氯气 ②NaCl 溶液
③KMnO4 溶液 ④稀硝酸
2.(法20正1确4泉的州是高（三模）拟）下列关于铁1氯意. 配及化什置铁么其氯溶？化化液合亚时物铁要的和注说
A.氯化亚铁溶液保存D时加少量盐酸，是为了防止其 被氧化。
B.将氯化铁溶液直接蒸干可得到无水氯化铁。
C.通入氯气可除去硫酸铁中少量的硫酸亚铁杂质。
D.用2.磁怎铁样吸由引氯可分离铁粉和铜粉。 化铁溶液制 得无水氯化 铁？
Fe2＋＋e- = Fe3+
(8)综合分析实验 Ⅱ 的两个反应，可知该实验有两个显著优点： ①H2S的原子利用率为100%； ②___F_e_C_l_3得__到__循__环__利_用_______
再见！
•
15、如果没有人为你遮风挡雨，那就学会自己披荆斩棘，面对一切，用倔强的骄傲，活出无人能及的精彩。
1．转化关系
2．重要应用
(1)除杂：
2．如何除去括号中的杂质 (1)Fe2＋(Fe3＋)： 加过量铁粉，过滤 ； (2)FeCl3(FeCl2)： 加氯水或 H2O2 ； (3)FeCl2(CuCl2)： 加过量铁粉，过滤 ； (4)Fe(Al)： 加过量强碱溶液，过滤 ； (5)Fe2O3(Al2O3、SiO2)：加过量强碱溶液过滤 。
D．Fe3＋、HCO－ 3 、NH＋4 、
NO－ 3
2．重要应用
(2) Fe3＋、Fe2＋的离子共存问题 (1)Fe2＋、Fe3＋均水解，与 HCO－3 、AlO－2 、CO23－等因水解相互 促进，在溶液中不能大量共存。 (2)Fe3＋与 S2－、I－、HS－、SO32－，Fe2＋与 NO－3 (H＋)、ClO－、 MnO－4 (H＋)在溶液中因发生氧化还原反应不能大量共存。 (3)Fe3＋与 SCN－发生络合反应不能大量共存。

第二单元 铁、铜的获取及应用
铁及其化合物的性质
导热性 延展性、硬度较大
• 如何将混合在一起的铁粉与铜粉用简 便的方法分离？
利用铁的铁磁性
一 铁的物理性质
1.银白色,有金属光 泽;质地较软；
2.能被磁体吸引;
3.是电和热的良导体;
（二）铁的化学性质：
按要求写反应方程式，并指出氧化剂和还原剂 1.铁丝在氯气中燃烧 2.铁丝在氧气中燃烧 3.铁与盐酸反应离子方程式 4.铁与稀硫酸反应离子方程式 5.铁与硫酸铜溶液反应
铁粉使被氧气氧化形成的Fe3+还原为 Fe2+
学以致用
如何除去杂质，提纯下列各物质
足量铁粉 足量Cl2或氯水 足量铁粉
规律小结：
Fe + 较弱的氧化剂
(如H+、Cu2+等)
Fe2+
Fe + 强氧化剂
Fe3+
(如Cl2、O2、H2O2等）
实验台上两瓶失去标签的FeCl2溶液和FeCl3溶液，如第页* 何鉴别它们？
Fe2＋:浅绿色
直 接 观 察 法
Fe3＋:棕黄色
三、 Fe3+ 和Fe2+ 的检验
检验方法
直接观色
Fe2+
浅绿色
Fe3+
黄色
与KSCN溶液 显色反应
不显红色
溶液呈血红色
与NaOH溶液 反应
白色沉淀迅速
变灰绿色
最后呈红褐色
产生红褐色 沉淀
Fe3++3SCN- = Fe(SCN)3（血红色）
四、 Fe3+ 和Fe2+ 的相互转化
第*
页
设计实验方案，实现Fe2+和Fe3+的相互转化。

阅读说明书的【注意事项】栏目
？ 4.本品不应与浓茶同服。
问题4 现在你会对我课开始做的那个 魔术解密了吗？
头脑风暴 “铁三角”
Fe
+2
Fe
化合物
+3
Fe
化合物
收获
通过本堂课的学习， 你有哪些收获？
【课后研究】 调查市场上其它品牌的补
血剂成份，比较它们的优缺点。
2005年11月7日7时33分
请看说明书的 【性状】栏目， 本品为薄膜衣 片，除去薄膜 衣后显暗黄色。
思考药片包衣 的主要作用是 什么？
问题3
如何检验琥珀酸亚 铁片中的Fe2+？请 同学们设计并书写 出检验方案。
【学生实验4】
设计实验方案： ①用小刀刮去薄膜层（可以省略），将药 研磨； ②取半药匙粉末于试管中，加盐酸溶解、 振荡、静置； ③滴加几滴KSCN溶液进行检验。
专题3 第二单元铁、铜及其化合物的应用
诊断：缺铁性贫血 血红蛋白 81.00↓
115—150g/L
常见补铁剂
目前首选口服补铁 剂为琥珀酸亚铁。因为 它吸收率高,胃肠道刺激 性小，是更有效而安全 的铁剂……
产业经济信息网
补铁剂中的铁元素是什么价态？
亚铁血红蛋白携氧示意图
吞吐O2的“蜘蛛”
注意：高铁血红蛋白无携氧功能！
亚硝酸盐中毒
【演示实验3】
滴有硫氰化钾的 铁离子溶液与维 生素C的反应。
阅读说明书的【药物相互作用】栏目 1.维生素C与本品同服，有利于吸收。
人体摄入的Fe3+
Vc Fe2+
人体摄入的Fe2+
氧气等 氧化剂
Fe3+
Vc是著名的抗氧化剂！