专项3第一单元第1课时从自然界中获取铁和铜第1课时从自然界中获取铁和铜
[学习目标定位] 1.了解自然界铁、铜的存在形式，熟知铁的冶炼原理和方法，会写有关的化学方程式。2.了解金属冶炼的一般方法和原理。
【一】铁、铜的存在形式
1．铁的存在形式
(1)铁元素在自然界中，主要以化合态的形式存在。
(2)常见的铁矿有磁铁矿(主要成分为Fe3O4)、赤铁矿(主要成分为Fe2O
3)、黄铁矿(主要成分为FeS2)、菱铁矿(主要成分为FeCO3)等。
(3)人们最早利用的单质铁直接来自于自然界。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〞。
2．铜的存在形式
(1)常见的铜矿有黄铜矿(主要成分为CuFeS2)、孔雀石[主要成分为Cu CO3·Cu(OH)2]等。
(2)人们最早利用的单质铜来自于地球上自然存在的少量单质铜。
【二】铁、铜的冶炼
1．铁的冶炼
(1)原料：铁矿石、焦炭、空气、石灰石等。
(2)设备：炼铁高炉。
(3)原理：高温下用还原剂将铁从其化合物中还原出来。(4)冶炼过程
2．铜的冶炼
高温2Cu＋SO2
(1)火法炼铜：Cu2S＋O2=====
(2)湿法炼铜：CuSO4＋Fe===Cu＋FeSO4
例1
高炉炼铁生产中以下说法正确的选项是()
A、还原氧化铁的还原剂是焦炭
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除去过量碳
D 、用于冶炼生铁的矿石主要有磁铁矿、赤铁矿
答案 D
解析 A 项中，焦炭发生的反应：C ＋O2=====
点燃CO2、CO2＋C=====高温2CO ，其中CO 将铁矿石中的铁还原成铁单质，A 项错误；高炉炼铁得到的只是含碳量为2%～4.5%的生铁，不会得到纯铁，B 项错误；加入石灰石的目的是它在高温下分解成生石灰，继而再与SiO2反应生成CaSiO3炉渣，除去杂质SiO2，故C 项错误。
特别提示
炼铁的过程中，起还原作用的物质为CO ，而不是C 。C 起到制取CO 的作用。
例2
炼铁时，加入石灰石的作用是( )
A 、提高铁的质量和产量
B 、降低生产成本
C 、合理利用资源，利用多余的热量生产加工石灰石的副产品
D 、将铁矿石中的SiO2转变为炉渣
答案 D
【三】金属的冶炼方法
1．电解法：适合冶炼金属活动性较强的金属(一般为金属活动性顺序表中铝及铝前面的金属)。
例如：MgCl2(熔融)=====
通电Mg ＋Cl2↑， 2NaCl(熔融)=====
通电2Na ＋Cl2↑， 2Al2O3(熔融)=====
通电4Al ＋3O2↑。 2．高温还原法：用还原剂(CO 、C 、H2、Al 等)还原金属氧化物，适合冶炼金属活动性顺序表中锌到铜之间的大多数金属。
例如：2Al ＋Cr2O3=====
高温2Cr ＋Al2O3。 3．热分解法：适合冶炼金属活动性较差的金属。
例如：2Ag2O=====
△4Ag ＋O2↑，2HgO=====△2Hg ＋O2↑。 (1)金属的冶炼方法与金属活动性的关系
―――――――――――――――――――――――→K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb H Cu Hg Ag Pt Au 电解法 热还原法 热分解法 物理提炼法
(2)在工业上还有一种冶炼方法叫做湿法冶金，即利用活泼金属把不活泼金属从它的盐溶液中置换出来。
例3
目前电动车、手机等使用的新型电池
——锂电池，是一种高效、环保电池。锂的金属性介于钠和镁之间，那么以下能冶炼出金属锂的方法是( )
A 、电解法
B 、高温还原法
C 、热分解法
D 、高温用铝还原法
答案 A
例4
(2019·淮南高一检测)以下反应原理
不符合工业冶炼金属实际情况的是( )
A 、Cu2S ＋O2=====
高温2Cu ＋SO2 B 、2Ag2O=====
△4Ag ＋O2↑ C 、Fe2O3＋3CO=====
高温2Fe ＋3CO2 D 、2AlCl3(熔融)=====
通电2Al ＋3Cl2↑ 答案 D
1．以下物质中，含铜元素的是( )
A 、天石
B 、孔雀石
C 、赤铁矿
D 、石灰石 答案 B
解析 孔雀石的主要成分为CuCO3·Cu(OH)2。
2．工业上制备以下金属，采用的化学反应原理正确的选项是( )
A 、镁：2MgO(熔融)=====
通电2Mg ＋O2↑ B 、钙：CaO ＋C=====
高温Ca ＋CO ↑ C 、锰：3MnO2＋4Al=====
高温3Mn ＋2Al2O3 D 、汞：HgS=====
△Hg ＋S 答案 C
解析工业上电解熔融的氯化镁来制取金属Mg，A错误；钙的工业制法与镁相似，电解熔融的氯化钙，B错误；工业制取Mn用还原法，单质A l与二氧化锰发生置换反应，C正确；汞单质的制取用加热分解法，分解H gO得到Hg单质，D错误。
3．(2019·牌头中学月考)用以下物质冶炼相应金属时，需加入还原剂的是()
A、HgO
B、MgCl2
C、Fe2O3
D、NaCl
答案C
4．中国现在已经有足够的钢铁产量，能够满足自身基本设施发展的需求。以下说法正确的选项是()
高温2Fe＋3CO2
A、铁矿石还原成铁的化学方程式：Fe2O3＋3CO=====
B、自然界中没有游离态的铁
C、钢铁是纯净的铁，不含任何杂质
D、磁铁矿的主要成分是Fe2O3
答案A
5．以下说法正确的选项是()
A、高炉炼铁用于还原氧化铁的还原剂是焦炭
B、炼铁时，加入石灰石的作用是促进氧化铁的还原
C、我国最早应用的金属是铜
D、用于电气工业的铜是由黄铜矿冶炼得到的
答案C
解析高炉炼铁用到的还原剂是CO，加入石灰石的作用是除去矿石中的SiO2；电气工业用的铜是精铜，而由黄铜矿冶炼得到的铜是粗铜。
6．冶炼金属常用以下几种方法：
①以C、CO或H2作还原剂②利用铝热反应原理还原
③电解法④热分解法。以下金属各采用哪种方法还原最正确。(填序号)
(1)Fe、Zn、Cu等中等活泼金属________。
