铁、铜的获取及应用17228

铁一、铁的冶炼 1．原料铁矿石、焦炭、空气、石灰石． 2．完成下列化学方程式(1)一氧化碳的生成：C ＋O 2=====点燃 CO 2；CO 2＋C =====△2CO(2)铁矿石被还原：Fe 2O 3＋3CO=====高温2Fe ＋3CO 2(3)石灰石的作用：CaCO 3=====高温 CO 2＋CaO ， CaO ＋SiO 2=====高温CaSiO 3二、物理性质纯净的铁是光亮的银白色金属，密度较大，熔、沸点较高，纯铁的抗腐蚀性强，有较好的导电、导热、延展性。

铁能被磁铁吸引。

三、化学性质 1、与非金属的反应 2Fe +3Cl2 2FeCl3 3Fe +2O 2Fe 3O 42Fe ＋3Br 2 2FeBr 3Fe ＋SFeS(黑色固体) Fe ＋I 2FeI 2判断哪些是氧化还原反应，如果是指出氧化剂和还原剂 2、与酸的反应(1)与非氧化性酸(如稀硫酸). Fe + 2HCl = FeCl 2 + H 2↑ Fe+2H +=Fe 2++H 2↑ (2)氧化性酸 ①稀硝酸Fe 过量：3Fe ＋8HNO 3 === 3Fe(NO 3)2＋2NO↑＋4H 2O HNO 3过量： Fe ＋4HNO 3 === Fe(NO 3)3＋NO↑＋2H 2O ②浓硝酸：常温下 钝化 ．③浓硫酸：常温下 钝化 ．判断是否是氧化还原反应，如果是指出氧化剂和还原剂 3、与盐溶液(1)与CuSO 4溶液：Fe ＋Cu 2＋ === Fe 2＋＋Cu (2)与FeCl 3溶液：Fe ＋2Fe 3＋=== 3Fe 2＋判断是否是氧化还原反应，如果是指出氧化剂和还原剂。

4、与水的反应3Fe ＋4H 2O(g)=====高温Fe 3O 4＋4H 2四、铁的氧化物五、铁的氢氧化物制备Fe(OH)2时，采取哪些措施可防止Fe(OH)2被氧化？提示：①配制溶液的蒸馏水加热煮沸，除去O2.②胶头滴管伸入到液面以下加入液体．③溶液表面覆盖植物油(或苯)，以隔绝空气．六、Fe2+、Fe3+的鉴别1．观察溶液颜色：Fe2+是浅绿色溶液；Fe3+是棕黄色溶液。

第二单元铁、铜的获取及应用在我们的日常生活和工业生产中，铁和铜这两种金属扮演着至关重要的角色。

它们不仅广泛应用于各个领域，其获取的过程也蕴含着丰富的科学知识和技术手段。

先来说说铁。

铁是地球上含量较为丰富的金属元素之一。

在自然界中，铁主要以化合物的形式存在，比如赤铁矿（主要成分是氧化铁）和磁铁矿（主要成分是四氧化三铁）。

获取铁的方法主要是通过高炉炼铁。

这是一个复杂而又精细的过程。

首先，将铁矿石、焦炭和石灰石等原料按照一定的比例加入到高炉中。

焦炭在炉内燃烧，提供高温和还原气体一氧化碳。

一氧化碳与铁矿石中的氧结合，将铁氧化物还原成金属铁。

同时，石灰石在高温下分解，生成氧化钙，它可以与矿石中的杂质（如二氧化硅）反应，形成炉渣。

经过一系列的化学反应和物理变化，铁水从高炉底部流出，而炉渣则从上部排出。

炼出的铁往往是生铁，其中含有较多的碳和其他杂质。

为了获得性能更好的钢，还需要进一步的精炼过程。

常见的有转炉炼钢和电炉炼钢。

在这些过程中，可以通过控制氧气的通入量、添加合金元素等方式，调整钢的成分和性能，以满足不同的使用需求。

铁制品在我们的生活中无处不在。

从建筑中的钢筋结构，到交通工具的零部件，再到日常使用的厨具，铁都发挥着其坚固、耐用的特性。

比如，汽车的车身框架大多是由高强度的钢铁制成，这保证了车辆在行驶过程中的安全性和稳定性。

接下来谈谈铜。

铜也是一种重要的金属，具有良好的导电性、导热性和延展性。

在自然界中，铜主要以硫化物和氧化物的形式存在，如黄铜矿和辉铜矿等。

获取铜的方法主要有火法炼铜和湿法炼铜。

火法炼铜是先将含铜矿石进行浮选，得到富含铜的精矿。

然后在高温下进行熔炼，将铜从矿石中还原出来。

湿法炼铜则是利用一些化学试剂将铜离子从矿石中溶解出来，再通过电解等方法将铜提取出来。

铜的应用同样广泛。

在电子领域，电线、电路板中的大量导线都是由铜制成的，这得益于其出色的导电性。

在建筑领域，铜常用于屋顶、管道等部位，因为它不仅美观，而且耐腐蚀。

第二单元铁、铜的获取及应用铁和铜，这两种金属在我们的日常生活中可谓是无处不在。

从建筑结构到电子设备，从交通工具到厨房用具，它们的身影随处可见。

那么，它们是如何被获取的？又有着怎样广泛的应用呢？先来说说铁的获取。

铁在自然界中大多以化合物的形式存在，其中最常见的就是铁矿石，比如赤铁矿和磁铁矿。

获取铁的过程，通常被称为炼铁。

炼铁的第一步是选矿。

这就像是在一堆石头中挑选出有价值的宝石一样，工人们需要把含有较高铁含量的矿石挑选出来。

然后，就是将选好的矿石进行破碎和研磨，使其变成细小的颗粒，以便后续的处理。

接下来就是冶炼的关键步骤了。

在高温的熔炉中，加入焦炭、石灰石等原料，焦炭燃烧提供热量和还原剂一氧化碳，一氧化碳将铁矿石中的氧化铁还原为金属铁。

这个过程中，会产生大量的废渣和废气，废渣可以用于建筑材料等方面，而废气则需要经过处理，以减少对环境的污染。

炼出的铁还不能直接使用，通常被称为生铁。

生铁质地较脆，还需要进一步的加工处理，比如炼钢。

炼钢的过程就是去除生铁中的杂质，调整其成分，使其具有更好的性能和质量。

铁的应用那可真是广泛。

在建筑领域，钢铁被用于建造高楼大厦、桥梁等大型结构，因为它具有高强度和良好的耐久性。

在交通运输方面，汽车、火车、船舶等都离不开钢铁。

家里的各种家具、电器，也常常有铁的身影。

再讲讲铜。

铜在自然界中也主要以化合物的形式存在，比如黄铜矿和辉铜矿。

获取铜的方法有很多种，常见的有火法炼铜和湿法炼铜。

火法炼铜是先将含铜矿石进行焙烧，使其转化为氧化铜，然后用焦炭还原氧化铜得到粗铜，最后通过电解精炼得到纯度较高的铜。

湿法炼铜则是利用含有铜离子的溶液，通过置换反应等方式将铜提取出来。

铜具有良好的导电性和导热性，所以在电气工业中有着重要的应用。

电线、电缆、电子元件等都离不开铜。

同时，铜也是制造各种管道、阀门的重要材料。

在艺术和装饰领域，铜也常常被用于制作雕塑、饰品等，展现出独特的魅力。

随着科技的不断进步，铁和铜的获取和应用也在不断发展和创新。

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% 。

《铁、铜的获取及应用》教案第一课时从自然界获取铁和铜教学资源:工业炼铜简介铜矿石中铜的含量在1%左右(0.5%~3%)的便有开采价值，因为采用浮选法可以把矿石中一部分脉石等杂质除去，而得到含铜量(8%~35%)较高的精矿砂。

从铜矿石冶炼铜的过程比较复杂。

以黄铜矿为例，首先把精矿砂、熔剂(石灰石、砂等)和燃料(焦炭、木炭或无烟煤)混合，投入“密闭”鼓风炉中，在1 000 ℃左右进行熔炼。

于是矿石中一部分硫成为SO2(用于制硫酸)，大部分的砷、锑等杂质成为As2O3、Sb2O3等挥发性物质而被除去:2CuFeS2+O2Cu2S+2FeS+SO2一部分铁的硫化物转变为氧化物:2FeS+3O22FeO+2SO2Cu2S跟剩余的FeS等便熔融在一起而形成“冰铜”(主要由Cu2S和FeS互相溶解形成的，它的含铜量在20%~50%之间，含硫量在23%~27%之间)，FeO跟SiO2形成熔渣: FeO+SiO2FeSiO3熔渣浮在熔融冰铜的上面，容易分离，借以除去一部分杂质。

然后把冰铜移入转炉中，加入熔剂(石英砂)后鼓入空气进行吹炼(1 100~1 300 ℃)。

由于铁比铜对氧有较大的亲和力，而铜比铁对硫有较大的亲和力，因此冰铜中的FeS先转变为FeO，跟熔剂结合成渣，而后Cu2S才转变为Cu2O，Cu2O跟Cu2S反应生成粗铜(含铜量约为98.5%):2Cu2S+3O22Cu2O+2SO22Cu2O+Cu2S6Cu+SO2↑再把粗铜移入反射炉，加入熔剂(石英砂)，通入空气，使粗铜中的杂质氧化，跟熔剂形成炉渣而除去。

在杂质除到一定程度后，再喷入重油，由重油燃烧产生的一氧化碳等还原性气体使氧化亚铜在高温下还原为铜。

得到的精铜，含铜量约为99.7%。

第二课时铁、铜及其化合物的应用教学片断:Fe2+、Fe3+的性质及相互转化教师活动学生活动教师引导:综合分析铁分别与盐酸、氯气等反应的实验现象和产物。

你有何发现？针对这一发现，你能提出哪些问题？学生通过交流讨论发现:反应后的产物有+2、+3两种价态。

第37讲（1）铁、铜的获取及应用复习目标1.结合真实情景中的应用实例或通过实验探究，了解铁、铜及其重要化合物的主要性质，了解其在生产、生活中的应用。

2.结合实例认识铁及其化合物性质的多样性，了解通过化学反应可以探索物质性质、实现物质的转化，认识物质及其转化在自然资源综合利用和环境保护中的重要价值。

[复习过程]1．铁铁位于元素周期表中第周期族，是一种应用最广泛的过渡金属元素；铁元素是一种典型的变价金属元素。

(1)结构(2)铁的物理性质银白色固体，熔点较高，具有良好的导热、导电、延展性，能被磁铁吸引。

(3)铁的化学性质铁元素性质活泼，有较强的还原性，主要化合价为＋2价和＋3价。

按要求书写下列反应的方程式：①Fe与Cl2、S反应的化学方程式：、②Fe与水蒸气的反应：③与氧化性酸(如HNO3)的反应(写离子方程式)。

Fe与过量稀HNO3的反应：Fe与少量稀HNO3的反应：④Fe与FeCl3溶液的反应(写离子方程式)：特别提醒铁遇冷的浓硝酸、浓硫酸时，表面会生成一层致密的氧化膜，化学上称之为钝化，属于化学变化。

2．铁的氧化物3.铁的氢氧化物(1)Fe(OH)2是白色絮状物，易被空气中的氧气氧化生成Fe(OH)3，颜色由变为色，最后变为，化学方程式为。

(2)Fe(OH)3是红褐色、难溶于水的固体，在空气中久置会部分失水生成铁锈(Fe2O3·x H2O)，受热易分解，化学方程式为；制取Fe(OH)3用可溶性铁盐与碱（如NaOH）反应，离子方程式：。

问题思考铁有＋2、＋3价两种价态，单质铁与________(填下列编号，下同)反应时只生成＋3价铁；与______________反应时只生成＋2价铁；与________反应时既生成＋2价铁也生成＋3价铁。

所选试剂：①Cl2②O2③H2O(g)④S⑤盐酸⑥稀硝酸(足量)⑦稀硫酸⑧CuSO4溶液⑨FeCl3溶液正误判断(1)铁位于元素周期表中第4周期ⅧB族()(2)铁的化学性质比较活泼，所以铁在自然界中全部以化合态存在()(3)Fe在足量Cl2中燃烧生成FeCl3，在少量Cl2中燃烧生成FeCl2()(4)Fe分别与氯气、盐酸反应得到相同的氯化物()(5)Fe3O4中Fe的化合价有＋2价和＋3价，因而Fe3O4是FeO与Fe2O3的混合物()(6)因为纯铁块是黑色的，故金属铁称为黑色金属()题组一铁及其氧化物1．铁是日常生活中使用最广泛的金属，下列关于铁的一些说法正确的是()A．常温下浓硫酸与铁发生钝化，故常温下可用铁制容器贮藏、贮运浓硫酸B．铁是较活泼的金属，它与卤素单质(X2)反应的生成物均为FeX3C．Fe(OH)2易被氧化成Fe(OH)3，说明稳定性：Fe(OH)2<Fe(OH)3D．铁在纯氧中燃烧或高温下和水蒸气反应均能得到Fe2O32．铁的氧化物有很多，在中学化学中经常提到的有FeO、Fe2O3和Fe3O4，而且在一定条件下它们之间是可以相互转化的，例如：在1 400 Ⅷ以上的温度下加热Fe2O3时，Fe2O3会部分失去氧，生成Fe3O4。