铁、铜的获取及应用学案

学案－铁铜的获取学案－铁铜的猎取课题铁、铜的猎取课时1－1课型新授课学习目标学问与技能目标：1.知道铁、铜在自然界的广泛存在及存在的主要形式，知道人类对铁、铜的使用历史，体会铁、铜的冶炼对人类文明的影响。

2.能够用方程式表示工业冶炼铁、铜的原理。

3.归纳金属的常见冶炼方法，能够从氧化还原反应的角度来理解金属冶炼原理4.了解工业炼铁的原料、原理、设备、工艺流程与产物。

过程与方法目标：在对工业炼铁的原料、原理、设备、工艺流程与产物的探讨中学会通过观看工艺流程和工业设备来理解原理的方法。

情感、态度、价值观目标：通过铁、铜的冶炼对人类文明的影响，认同化学是人类进步关键的观点学习重点铁、铜的冶炼原理学习难点炼铁的工业原理自学过程主要内容学法与提示【问题情境】铁、铜是人类使用最早应用最广泛的两种金属，人类的历史经受了以它们命名的青铜器时代和铁器时代。

古代的人们就用陨铁制作工具，如种植时所用的铁锹、镰刀、斧头等，这就是人类最早利用的铁。

人类最早利用的铜，是来自于地球上自然存在的少量单质铜。

但是，陨石是稀有之物，比黄金和钻石还稀有。

单质铜也很稀有，是肯定满意不了人类对铁和铜的巨大需求的。

所以，简易的冶炼的方法也就渐渐地应运而生了。

越王勾践剑铁陨石赤铁矿黄铜矿问题：1铁、铜在自然界中主要以什么形态存在？___________________________2依据氧化还原学问分析，如何由铁矿石制取铁？你能列举出哪些还原剂？___________【归纳小结】生成铁、铜的反应生成铁的反应方程式生成铜的反应方程式【沟通争论】1.还原法冶炼金属是工业普遍使用的方法，说一说h2、co、c、al还原法各自的优缺点？2.联系金属活动挨次表，争论热分解法、热还原法和电解法与金属的活动性有什么关系？【阅读理解】阅读教材高炉炼铁的内容，仔细观看炼铁高炉的示意图，回答下列问题。

1高炉炼铁的原料是_____________________________2制取co的反应是________________________________________3生成铁的反应是_____________________________________（标明电子转移，指出氧化剂、还原剂）4加入石灰石的作用是_____________________________【沟通争论】1.请设计一个试验在试验室中实现co还原fe2o3，并检验生成的气体，画出试验装置图。

第1课时 从自然界中获取铁和铜一 铁、铜的存在形式1．铁和铜在自然界中主要以化合态的形式存在。

(1)常见的铁矿有磁铁矿(主要成分为Fe 3O 4)、赤铁矿(主要成分为Fe 2O 3)、黄铁矿(主要成分为FeS 2)、菱铁矿(主要成分为FeCO 3)等。

(2)常见的铜矿有孔雀石[主要成分为CuCO3·Cu(OH)2]、黄铜矿(主要成分为CuFeS 2)等。

2．人们最早利用的单质铁和单质铜均直接来自于自然界。

所不同的是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”，而铜则来自于地球上自然存在的少量单质铜。

归纳总结地壳中存在少量单质铜，但没有单质铁，只有陨铁中含有单质铁。

1．下列物质中，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CuCO 3·Cu(OH)2。

二 铁的冶炼铁的冶炼(1)原料：铁矿石、焦炭、空气、石灰石等。

(2)设备：炼铁高炉。

(3)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C 反应产生CO 2并放出大量的热量；CO 2再与灼热的C 反应，生成CO ；CO 在高温下将氧化铁还原为金属铁。

(5)铁矿石中含有二氧化硅需除去：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，炉渣的密度比铁水小，故浮在铁水上面，从而分离得到铁水。

(6)用这种方法炼出来的铁是含碳2%～4.5%的生铁。

将生铁进一步炼制，就可以得用途更广泛的钢(含碳0.03%～2%)。

归纳总结炼铁的主要化学反应(1)还原剂的形成：C ＋O 2=====点燃CO 2，C ＋CO 2=====高温2CO 。

(2)铁的还原：Fe 2O 3＋3CO=====高温2Fe ＋3CO 2。

(3)炉渣的形成：CaCO 3=====高温CaO ＋CO 2↑，CaO ＋SiO 2=====高温CaSiO 3。

【设计理念】1、精心设计演示实验、学生实验及家庭实验，搭建探究学习的良好平台，引导学生积极参与探究活动，激发学生学习化学的兴趣，提高学生的科学素养。

2、创设和谐、民主、平等的教学环境，引导学生主动学习。

新课程的核心理念——一切为了每一位学生的发展。

我们要关注学生在学习过程中的情感体验，使教学过程成为学生的一种愉悦的情绪生活和积极的情感体验，最大化的体现学生的主体性。

3、遵循科学的认知规律。

学生的学习过程应符合由感性到理性、进而上升到实践的一般规律。

本节设计让学生通过日常生活的体验以及探究实验，对铁、铜的性质和应用形成感性认识；在此基础上通过思考、讨论、交流、归纳上升为理性认识，从而形成知识体系。

【教学目标】一、知识与技能1.了解铁和铜在自然界的存在，理解铁和铜的冶炼原理。

2.学习铁、二价铁、三价铁三者之间的相互转化关系，能运用有关的氧化还原反应知识分析转化过程，掌握铁离子及亚铁离子的检验方法。

3.理解钢铁腐蚀的原理，了解防护办法。

二、过程与方法1.增强学生新旧知识联系的能力，在新知识的学习过程中将已有的氧化还原知识作充分的运用和扩展。

2. 通过思考、讨论、交流、归纳，形成解决问题的方法。

三、情感态度价值观1.通过我国炼铁、炼铜的成就，激发学生的爱国热情和求知激情。

2.通过对二价铁和三价铁的相互转化和各种实验现象的预测，增强学生的学习信心和兴趣。

【教学难点】铁及其化合物的性质（“铁三角”）【课时分配】共四课时从自然界中获得铁和铜一课时铁、铜及其化合物的应用二课时钢铁的腐蚀一课时【教学过程设计】〖引入〗通过一段视频展示：铁和铜的各种生活用品，我国古代和现代在炼铜和炼铁方面的成就，激发学生的爱国热情和求知激情。

铁和铜在我们的日常生活以及国民经济的发展中起着举足轻重的作用。

那么铁和铜在自然界中如何存在？如何从自然界中获得铁和铜呢？一、从自然界中获得铁和铜〖阅读〗教材P69，总结得出（一）自然界中铁和铜的存在游离态化合态铁的存在天然铁（陨铁）磁铁矿（Fe3O4）赤铁矿（Fe2O3）铜的存在天然铜（少量）黄铜矿（CuFeS2）孔雀石（CuCO3·Cu(OH)2）〖交流与讨论〗如何将化合态的铁和铜转化为游离态？〖讲解〗（二）炼铁原料铁矿石、焦炭、空气、石灰石化学原理利用氧化还原反应在高温下用还原剂把铁矿石里的铁还原出来主要化学反应（1）还原剂的生成: C+O2CO2CO2+C2CO（2）铁的还原:Fe2O3 +3CO2Fe+3CO2（3）炉渣的生成CaCO3CaO+CO2↑CaO+SiO2CaSiO3主要设备高炉〖说明〗用这种方法冶炼得到的铁是含碳2%--4.5%的生铁，将生铁进一步炼制，就可以得到钢（含碳0.03%--2%）。

从自然界获取铁和铜教学目标：一、知识与技能：1、知道人类对铁、铜的使用历史，知道铁、铜在自然界的广泛存在及存在的主要形式。

2、了解工业炼铁的原料、原理、设备、工艺流程与产物。

3、初步知道工业炼铜的方法，复习古代湿法炼铜的方法，知道生物炼铜的方法。

二、过程与方法：在对工业炼铁的原料、原理、设备、工艺流程与产物的探讨中培养学生用所学化学知识解决实际问题的能力。

三、情感态度与价值观：1、了解铁、铜在自然界的广泛存在及存在的主要形式，体会铁、铜的冶炼对人类文明的影响。

2．通过对生物炼铜的学习，培养学生环保意识。

教学重点：工业炼铁的原料、原理、设备、工艺流程与产物。

教学难点：工业炼铁原料中焦碳、石灰石、空气的作用。

教学手段：多媒体辅助教学教学方法：启发、讨论，由学生归纳得出知识点。

教学过程：小结炼铁、炼铜原理。

做笔记对知识做归纳。

作业：上网查资料1、随着科技的发展，新的炼铁方法是否已应运而生？新的炼铁方法的优势何在？2、我国细菌冶金的研究和应用情况。

开阔学生的视野，培养学生运用网络资源的能力。

板书设计从自然界获取铁和铜一.铁、铜存在形式1、铁以化合态形式存在于自然界，游离态的铁来自陨石。

铁的存在：磁铁矿（F e3O4)、赤铁矿(Fe2O3 )2、铜主要以化合态存在于自然界，铜的存在：黄铜矿(CuFeS2)、孔雀石(CuCO3·Cu(OH)2)铜有少量的以游离态形式存在自然界二.铁的冶炼1、反应原理：在高温下，用还原剂(主要是CO)把铁从铁矿石里还原出来。

2、原料：铁矿石、焦碳、空气、石灰石等3、设备：高炉4、生产过程①还原剂的生成 C+O 2 ===== CO 2 CO 2+C =====2CO②铁矿石还原成铁 Fe 2O 3+3CO ===== 2Fe+3CO 2↑③除脉石、炉渣的形成 CaCO 3 ===== CaO+CO 2↑ SiO 2+CaO ===== CaSiO 3三. 铜的冶炼 1.湿法炼铜：（古代） Fe+CuSO 4=FeSO 4+Cu 2.火法炼铜:黄铜矿高温冶炼得粗铜高温高温高温高温高温。

第二单元铁、铜的获取及应用第一课时从自然界获取铁和铜[自主学习]：1、铁、铜的历史：、是人类使用最早应用最广泛的两种金属，在日常生活中的应用十分广泛，在国民经济的发展中起着举足轻重的作用。

2、铁、铜的存在：自然界中单质铁来自于，故铁有“天石”之说。

铜在地球上有少量单质存在。

铁、铜在自然界主要以的形式存在。

常见的有：磁铁矿（）、赤铁矿（），常见的铜矿有黄铜矿（）,孔雀石（）等。

3、交流与讨论：回忆已学过的知识并查阅有关资料，写出能够实现铁、铜从化合态转化为游离态的化学方程式。

生成铁的化学方程式：生成铜的化学方程式：4、人类使用铁器铜器已经有四五千年的历史了，人类最早利用的铁和铜来自于，现代用方法获取铁和铜。

[课堂学习]：5、铁的冶炼①原料：②反应器：③反应原理：④工艺流程：涉及的方程式：用上述方法冶炼得到的铁是含碳的生铁。

将生铁进一步冶炼就可以得到用途更广泛的钢。

（含碳。

6、铜的冶炼工业上用高温冶炼黄铜矿得到铜。

此法冶炼得到的铜，其含量为99.5%～99.7%,通过法精炼铜，铜的含量达99.95%～99.98%。

另外还有：湿法冶铜：生物炼铜：[巩固练习]1．我国是世界文明古国，有些化学工艺发明较早。

我国掌握冶铁技术的历史时期是（）A．春秋初年 B．商代 C．唐代 B．战国晚期2．已知一些金属单质的发现与其金属活动性存在着某种必然的联系，你认为下无事件发生在铁器时代之前的是（）①金属铝的冶炼 ②青铜器时代 ③金银的使用 ④戴维发现金属钠 ⑤15世纪中国使用锌铸币A ．②③⑤B ．②③C ．①②③D ．①④⑤3．高炉炼铁生产中，下列各说法正确的是 （ ）A 、焦炭和一氧化碳都是还原剂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得到CO 2D 、用于冶炼生铁的矿石主要有磁铁矿、赤铁矿和黄铁矿4．下列金属冶炼的反应原理，错误的是 （ ）A 、2NaCl(熔融) →通电 2Na + Cl 2↑B 、MgO + H 2 →△ Mg + H 2OC 、Fe 3O 4 + 4CO →高温 3Fe + 4CO 2D 、2HgO →△ 2Hg + O 2↑ 5．下列金属不能用铝热反应来制取的是 （ ）A ．FeB ．MnC ．MgD ．V 6．在冶金工业上，常用电解法制得钠、镁、铝等金属，其原因是 （ ）A ．在金属活动性顺序表中它们都排在氢前面B ．这些金属很活泼，它们的阳离子的氧化性都很弱C ．电解法成本比热还原法和热分解法都低D ．这些金属的化合物都是离子化合物，熔融状态能导电。

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第1课时从自然界中获取铁和铜[学习目标定位] 1.熟知铁、铜的冶炼原理和方法，会写有关的化学方程式。

2.初步了解金属冶炼的一般方法和原理。

一、铁、铜的存在形式1．铁和铜在自然界中主要以化合态的形式存在。

（1)常见的铁矿有磁铁矿（主要成分为Fe3O4）、赤铁矿（主要成分为Fe2O3)、黄铁矿（主要成分为FeS2）、菱铁矿（主要成分为FeCO3）等。

（2)常见的铜矿有孔雀石［主要成分为CuCO3·Cu（OH)2]、黄铜矿（主要成分为CuFeS2）等。

2．人们最早利用的单质铁和单质铜均直接来自于自然界。

所不同的是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”，而铜则来自于地球上自然存在的少量单质铜。

1.铁、铜元素在自然界中的存在形式既有游离态也有化合态。

2．铁在地壳中的含量仅次于氧、硅、铝，居第四位.1．铜在自然界存在于多种矿石中。

下列矿石的主要成分中铜元素的质量分数最高的是（）A．黄铜矿CuFeS2B．斑铜矿Cu5FeS4C．辉铜矿Cu2SD．孔雀石CuCO3·Cu(OH）2答案C解析设均含有2个Cu原子，比较“Fe2S4"“Fe错误!S错误!”“S”“H2CO5"的式量可知，Cu2S 中铜的质量分数最高,CuFeS2中的Cu的质量分数最低。

专题三从矿物到基础材料第二单元鉄、铜的获取及应用从自然界获取铁、铜编写：陶春审核：戴书锦班级学号姓名【学习目标】1、了解自然界铁、铜的存在形式及常见的冶炼方法。

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。

常见的有磁铁矿、赤铁矿，常见的铜铁矿有黄铜矿（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，铁元素被还原，还原剂是，产生还原剂的化学方程式、。

由于矿石中有杂质需除去，所加造渣剂为，反应方程式为。

用这种方法炼出的铁是含碳2%～%的，将生铁进一步冶炼，就可以得到用途广泛的钢。

3．铜的冶炼：工业上用得到铜。

次冶炼得到的铜，其含量达到%～%。

通过法精炼铜，同等含量可以达到%～%。

一﹒铁的冶炼1、冶炼方法：热还原法（在高温下，用还原剂将铁从铁矿石中还原出来）2、主要用到的原料有：铁矿石、焦碳、空气、石灰石等3、反应设备：炼铁高炉4、还原剂（CO）的生成： C+O2CO2（供热） CO2＋C 2CO5、反应原理： Fe2O3+3CO 2Fe+3CO2 得到生铁生铁的含碳量在2%～%，一般应用在生产需要进一步降低含碳量，提高它的韧性，使得含碳量在2%以下，除脉石，炉渣的生成：CaCO3 CaO+CO2↑ SiO2+CaO CaSiO3（液态）冶炼铁时加生石灰的作用是作助熔剂，用来除去脉石中SiO2，SiO2熔点很高，在冶炼铁条件下，不能熔化，但石灰石在高温下分解出的CaO，能跟脉石中SiO2起反应而生成熔点较低的CaSiO3，且密度比铁水的小，所以浮在铁水的上面，从而分离得到铁水。

二、铜的冶炼第一课件网工业上主要用高温冶炼黄铜矿的方法获取铜。

但是含有较多的其它金属单质，所获得的粗铜还要经过电解精炼①电解法：可直接电解氯化铜溶液获得，电解炼铜的铜可达%～%CuCl2Cu+Cl2↑②湿法炼铜：活泼的金属从铜的化合物中置换出铜CuSO 4+Fe Cu +FeSO4③生物炼铜：利用细菌将矿石分化得到铜④粗铜的精炼：（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，这种钢称为不锈钢。

《Fe2＋与Fe3＋的相互转化》教学设计一、教材分析本节课是依据《普通高中新课程标准实验教科书》苏教版化学必修①专题3第二单元《铁、铜的获取及应用》中“铁、铜及其化合物的应用”开发的一节实验探究课。

几种重要金属化合物中铁及铁的化合物是金属的化学性质知识的延伸和发展。

金属化合物之间的相互转化主要是发生复分解反应，一般不涉及金属元素化合价的变化，金属元素铁的阳离子（+2和+3）在一定条件下的相互转化设计化合价的变化，在中学化学中占有重要的地位。

专题1和专题2已经学过离子反应、氧化还原反应的有关知识，“Fe2＋与Fe3＋的相互转化”这一探究性学习课题，不仅可以让学生深刻认识铁盐和亚铁盐的性质，也是氧化还原反应理论教学的良好素材。

对于Fe2＋与Fe3＋的相互转化，启发学生运用氧化还原的观点理解转化的实质，用离子方程式表示反应过程，增加Fe2＋与Fe3＋相互转化的实验方案设计，并组织学生对设计的方案进行实验验证，培养学生的动手能力和分析、综合能力。

化学的魅力在实验，学生对化学实验情有独钟，对化学实验方案的设计更是充满着期待与好奇，用这一特点，深化“化学是一门以实验为基础的科学”的认识。

二、学情分析教材在专题1中就介绍了化学实验的基本操作，使得学生有了基本的实验技能，为这节课的探究实验的操作奠定了基础。

而且本节课的实验设计和操作的难度不大，适合学生采用探究的方式开展学习。

但是，学生对金属化合物的性质规律和学习方法大多数学生仍需加深认识，尤其是通过实验探究的方法来学习元素知识对大多数学生可能并不熟悉。

教师在教学中除了做好知识教学，更要注意让学生对如何进行探究式学习形成清晰思路，避免实验的盲目性。

最后，学生的实验探究能力存在差异，在教学中教师要充分调动学生开展合作式学习，争取让每一位学生都能从课堂上获益。

三、教学目标知识与技能：1、认识常见亚铁盐和铁盐固体和溶液的颜色；知道Fe2+与Fe3+的常用检验方法；2、掌握Fe2+、Fe3+的相互转化关系，能用离子方程式表示Fe2+被氯气氧化和Fe3+被铁还原。

第二单元铁、铜的获取及应用第一课时从自然界获取铁和铜——————————————————————————————————————[课标要求]1．了解铁、铜的冶炼。

2．掌握金属冶炼的一般方法。

1．常见的铁矿有磁铁矿(Fe3O4)、赤铁矿(Fe2O3)等，常见的铜矿有黄铜矿(CuFeS2)、孔雀石[CuCO3·Cu(OH)2]等。

2．工业上主要采用高温冶炼黄铜矿(CuFeS2)的方法获得粗铜后经过电解精炼得到精铜。

3．常见金属的冶炼方法：①K、Ca、Na、Mg、Al用电解法；②金属活动性顺序中Zn～Cu用高温还原法；③Hg、Ag用热分解法；④Cu、Zn还可用湿法冶炼。

铁、铜的冶炼1．铁、铜的存在铁、铜在自然界中主要以化合态的形式存在。

(1)铁矿有磁铁矿(主要成分为Fe3O4)、赤铁矿(主要成分为Fe2O3)等。

(2)铜矿有黄铜矿(主要成分为CuFeS2)、孔雀石[主要成分为CuCO3·Cu(OH)2]等。

2．铁、铜的早期获取人们最早利用的单质铁和单质铜均直接来自于自然界。

所不同的是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”，而铜则来自于地球上自然存在的少量单质铜。

3．铁的冶炼(1)设备：炼铁高炉。

(2)原料：铁矿石、焦炭、空气、石灰石等。

(3)主要反应①还原剂的生成。

a.生成CO 2：C ＋O 2高温,CO 2，b 生成CO ：CO 2＋C 高温,2CO 。

②铁的生成：Fe 2O 3＋3CO 高温,2Fe ＋3CO 2。

③炉渣的形成：a.CaCO 3高温,CaO ＋CO 2，b ．CaO ＋SiO 2高温,CaSiO 3。

[特别提醒]使用炼铁高炉得到的是含碳2%～4.5%的生铁，生铁经过进一步冶炼，包括降碳，调硅锰，除硫、磷，得到含碳量0.03%～2%的钢。

4．炼铜(1)工业炼铜：工业上采用高温冶炼黄铜矿(主要成分为CuFeS 2)的方法得到铜。

黄铜矿――→还原剂高温冰铜―→粗铜(含Ag 、Au 、Fe 、Zn 等杂质)――→电解精炼 精铜(2)生物炼铜(矿堆浸铜法)①原理：CuS ――→细菌O 2CuSO 4――→Fe Cu 。