从自然界获取铁和铜

§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。

第三单元 从矿物到基础材料第一课时 从自然界获取铁和铜基础巩固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2．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 2O D ．Fe 3O 4＋4CO=====高温3Fe ＋4CO 23．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4．工业上，常用Mg 还原法制取金属Ti ，反应原理如下：2Mg ＋TiCl 4=====高温2MgCl 2＋Ti 。

下列说法正确的是( )①该反应属于置换反应；②该反应属于氧化还原反应；③该反应表明Mg 比Ti 活泼；④Ti 被誉为“21世纪的金属”，在航天工业上有广泛用途。

A ．只有①②B ．只有③④C ．只有①②③D ．全部5．冶炼金属常用以下几种方法：①以C 、CO 或H 2作还原剂；②利用铝热反应原理还原；③电解法；④分解法。

下列金属各采用哪种方法还原最佳(用序号填写下列空白)。

(1)Fe 、Zn 、Cu 等中等活泼金属：_________________________________________。

(2)Na 、Mg 、Al 等活泼或较活泼金属：____________________________________。

(3)Hg 、Ag 等不活泼金属：_____________________________________________。

从自然界获取铁、铜教教案班级学号姓名【学习目标】1、认识自然界铁、铜的存在形式及常有的冶炼方法。

2、掌握高炉炼铁、湿法炼铜的化学原理。

【课前预习】1．铁、铜的存在：铁、铜在自然界中主要以的形式存在。

常有的有磁铁矿、赤铁矿，常有的铜铁矿有黄铜矿（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，铁元素被复原，复原剂是，产生复原剂的化学方程式、。

因为矿石中有杂质需除掉，所加造渣剂为，反响方程式为。

用这类方法炼出的铁是含碳2%～ 4.5%的，将生铁进一步冶炼，就能够获取用途宽泛的钢。

3．铜的冶炼：工业上用获取铜。

次冶炼获取的铜，其含量达到99.5%～ 99.7%。

经过法精华铜，同样含量能够达到99.95%～ 99. 98%。

一﹒铁的冶炼1、冶炼方法：热复原法（在高温下，用复原剂将铁从铁矿石中复原出来）2、主要用到的原料有：铁矿石、焦碳、空气、石灰石等3、反响设施：炼铁高炉4、复原剂（ CO）的生成：C+O 2CO2（供热）CO 2＋ C2CO5、反响原理：Fe2O3+3CO2Fe+3CO获取生铁生铁的含碳量在2%～ 4.5%，一般应用在生产需要进一步降低含碳量，提升它的韧性，使得含碳量在2%以下，除脉石，炉渣的生成：CaCO3CaO+CO2↑SiO2+CaO CaSiO 3（液态）冶炼铁时加生石灰的作用是作助熔剂，用来除掉脉石中SiO2，SiO2熔点很高，在冶炼铁条件下，不可以融化，但石灰石在高温下分解出的 CaO，能跟脉石中 SiO2起反响而生成熔点较低的CaSiO3，且密度比铁水的小，因此浮在铁水的上边，进而分别获取铁水。

二、铜的冶炼工业上主要用高温冶炼黄铜矿的方法获取铜。

可是含有许多的其余金属单质，所获取的粗铜还要经过电解精华① 电解法：可直接电解氯化铜溶液获取，电解炼铜的铜可达99.95%～ 99.98%CuCl2 Cu+Cl2↑② 湿法炼铜：开朗的金属从铜的化合物中置换出铜CuSO+Fe Cu +FeSO4 4③ 生物炼铜：利用细菌将矿石分化获取铜④ 粗铜的精华：（简单介绍如图）拓展知识面：不锈钢为了防锈又在合金中加入铬和镍，这类钢称为不锈钢。

5.方茴说：“那时候我们不说爱，爱是多么遥远、多么沉重的字眼啊。

我们只说喜欢，就算喜欢也是偷偷摸摸的。

”6.方茴说：“我觉得之所以说相见不如怀念，是因为相见只能让人在现实面前无奈地哀悼伤痛，而怀念却可以把已经注定的谎言变成童话。

”7.在村头有一截巨大的雷击木，直径十几米，此时主干上唯一的柳条已经在朝霞中掩去了莹光，变得普普通通了。

8.这些孩子都很活泼与好动，即便吃饭时也都不太老实，不少人抱着陶碗从自家出来，凑到了一起。

9.石村周围草木丰茂，猛兽众多，可守着大山，村人的食物相对来说却算不上丰盛，只是一些粗麦饼、野果以及孩子们碗中少量的肉食。

《从自然界获取铁和铜》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。

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。

从自然界获取铁和铜各位评委晚上好：我是化学072班的徐浙徽今天我说课的题目是《从自然界获取铁和铜》。

本节内容选自苏教版化学1专题三第二单元，为本单元的第一课时。

教材以铁和铜在自然界中的存在形态为切入点，展示了常见的铁矿和铜矿。

并以实现铁，铜从化和态转化为游离态为过渡，重点介绍了工业上铁的冶炼及其应用。

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。

本节内容被安排在本专题的第二单元，在学生学习了铝的制取原理的基础上进一步介绍了铁和铜的冶炼原理，是对所学知识的一个延续和拓展。

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。

因此，它在教材中起着承前启后的桥梁作用。

基于以上分析并结合《学科指导意见》的要求，我将本节课的教学重点定位，铁的冶炼。

在初中科学中，学生已经学习了铁，铜的物理性质和基本的化学性质，如与氧气、酸的反应及金属之间的置换反应；也对铁、铜等金属材料的冶炼：高炉炼铁、湿法炼铜做了简单了解，均为本课时的学习起了很好的铺垫作用。

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.说出自然界铁，铜的存在形式；2.掌握工业炼铁的方法；3.知道工业炼铜以及生物炼铜的方法；【过程与方法】通过比较铁与铜的存在、发现和获取学会比较的科学方法；【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.通过掌握铁铜的获取，体会化学在资源利用中的意义和作用，认识到化学与人类生活的密切关系；依据《高中化学课程标准》对探究和合作学习的要求，本节课我主要采用实验探究，交流讨论，归纳分析等方法，并结合讲授法，自主学习法，多媒体辅助教学法，以此来实现我的教学目标。

我的教学过程分为以下五个部分：1．创设情境，导入新课首先我将通过PPT向学生们展示天下第一宝剑“越王勾践剑”的图片，并且说明越王勾践剑历经2000多年，却依然毫无锈斑，而且依然锋利无比，闪烁着炫目的青光。

第1课时从自然界获取铁和铜【学习目标】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、湿法炼铜的原理。

【课前预习】1、下列物质中既能与盐酸反应又能与氢氧化钠溶液反应的是（）①Al②Al2O3③Al（OH）④NaHCO3⑤NaAlO2⑥(NH4)2CO3⑦NH4HCO3⑧Mg⑨Fe2O3⑩NaHSO43A．全部 B. ①②③④⑥⑦⑧ C. ②③④⑥⑦⑧⑩ D.①②③④⑥⑦1.下列反应能通过置换反应生成铁的是( ) (1)Zn+FeCl2(溶液) (2)Na+FeSO4(溶液) (3)Fe2O3+CO(高温)(4)Fe3O4+H2(加热)(5)Al+Fe2O3(引燃) A.(1)(3)(4)(5) B.(1)(2)(3) C.(1)(4)(5)D.(1)(2)(3)(4)(5)5．在氧化铜和氧化亚铜的混合物中,铜与氧元素的质量比为5:1,两氧化物的物质的量之比为( )A. 2:3B. 1:3C. 1:4D.3:1了确定几种物质化学性质活泼性强弱，某同学做了如下实验：有A、B、C、D四种金属，A、B与酸反应放出氢气，C、D不能；A与B接触放在潮湿空气中，B被腐蚀；将C浸入D的盐溶液，C表面有D析出。

则四种金属的化学性质由强到弱的顺序是( )A．A、B、C、D B．B、A、C、D C．B、A、D 、C D．C、D 、B、A 8．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. H29.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. 化学性质D. 电荷数【同步导练】( ) 1．冶炼金属有下列方法：①焦炭法；②水煤气(或H2、CO)法；③活泼金属置换法；④电解法。

相应的冶炼法古代有(Ⅰ)火烧孔雀石，(Ⅱ)湿法炼铜；现代有(Ⅲ)铝热法炼铁，(Ⅳ)从氯化镁中炼镁。

以下对应冶炼方法中，错误的是A．(Ⅰ)①B．(Ⅱ)②C．(Ⅲ)③D．(Ⅳ)④() 2．下列关于铁的叙述，错误的是A．纯净的铁是光亮的银白色金属B．铁能被磁铁吸引，在磁场作用下，铁自身也能产生磁场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．纯铁的抗腐蚀能力强，在干燥空气中不易被氧化() 3．下列化合物中，不可由两种单质直接化合得到的是A．Fe3O4B．FeCl2C．Al2O3D．CuCl2() 4．高炉炼铁用于还原氧化铁的还原剂是A．一氧化碳B．焦炭C．石灰石D．空气() 7．炼铁的原料是①焦炭；②生石灰；③石灰石；④空气；⑤铁矿石；⑥一氧化碳。

从⾃然界获取铁和铜从⾃然界获取铁和铜⼀、教学⽬标：1、了解铁和铜的主要存在形式，铁的冶炼⽅法；2、体会铁、铜的冶炼对⼈类⽂明的重要影响。

⼆、教学重点：铁的冶炼⽅法三、教学难点：铁的冶炼⽅法四、教学过程：【联系⽣活】铁和铜是⼈类使⽤最⼴泛的两种⾦属。

在我们⽇常⽣活中会经常见到。

请看两张图⽚（ppt2）———⽣活中常见的钢铁制品(ppt3)———铜制品【讲述】铜和铁制品⼏乎涉及我们⾐、⾷、住、⾏的⽅⽅⾯⾯，与我们的⽣活密切相关。

下⾯，我们来了解⼀下两种⾦属---请看信息（ppt4）【设疑1】纯净的铁为银⽩⾊，铜为紫红⾊，它们在⾃然界中以什么形式存在呢？【提问学⽣】请同学们思考并完成填空。

演⽰（ppt5）【学⽣回答】铁、铜主要以化合态形式存在于⾃然界。

地球上只存在少量单质铜，⽽铁单质只存在于陨铁中。

【板书】⼀.存在形式主要以化合态形式存在于⾃然界【设疑2】关于铁、铜的存在形式，请同学们思考问题2：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？演⽰（ppt6）结合⾦属活动性顺序表，完成填空。

【学⽣回答】根据⾦属活动性顺序表，铁属于⽐较活泼⾦属、铜属于不太活泼 _⾦属。

铁⽐铜活泼，故⾃然界中存在少量单质铜，⽽单质铁只存在于陨铁中。

【过渡】铁和铜都主以化合态存在。

含铁的矿⽯有哪些，含铜的矿⽯有哪些呢？【创设情境】展⽰⾃然界存在的各种铁、铜矿⽯的图⽚。

演⽰（ppt7）常见的铁矿⽯⾚铁矿主要成分为三氧化⼆铁、磁铁矿四氧化三铁、褐铁矿、黄铁矿；（ppt8）常见的铜矿⽯黄铜矿、孔雀⽯等【设疑3】1．如果将铁、铜从化合态转化为游离态，它们的化合价有什么变化，过程中加⼊氧化剂还是还原剂？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。

【学⽣反馈】从铁、铜的化合物中提取铁、铜的其他可能途径:制铁：Al2O3+2Fe3H2+Fe2O32Fe+3H2O2Al+Fe2O3制铜：H2+CuO Cu+H2O CO+CuO Cu+CO2Fe+CuCl2Cu+FeCl2【⼩结】获取铁和铜的⽅法。