蘇教版化學(xué)必修一：321 從自然界獲取鐵和銅

1、-1-第二單元第二單元鐵、銅的獲取及應(yīng)用鐵、銅的獲取及應(yīng)用-2-第1課時(shí)從自然界獲取鐵和銅XINZHIDAOXUE新知導(dǎo)學(xué)SUITANGJIANCE隨堂檢測DAYIJIEHUO答疑解惑首頁XINZHIDAOXUE新知導(dǎo)學(xué)SUITANGJIANCE隨堂檢測DAYIJIEHUO答疑解惑首頁自主閱讀自主檢測一、鐵和銅在自然界的存在鐵和銅在自然界中主要以化合態(tài)的形式存在。常見的鐵礦有磁鐵礦(主要成分為Fe3O4)、赤鐵礦(主要成分為Fe2O3)等;常見的銅礦有黃銅礦(主要成分為CuFeS2)、孔雀石主要成分為CuCO3Cu(OH)2等。此外鐵在自然界中還以游離態(tài)的形式存在于隕鐵中。二、工業(yè)煉鐵工業(yè)煉鐵

2、的原理是利用氧化還原反應(yīng),用還原劑將鐵從鐵礦石中還原出來。1.原料鐵礦石、焦炭、空氣、石灰石等。2.設(shè)備工業(yè)煉鐵的設(shè)備為煉鐵高爐。XINZHIDAOXUE新知導(dǎo)學(xué)SUITANGJIANCE隨堂檢測DAYIJIEHUO答疑解惑首頁自主閱讀自主檢測3.反應(yīng)原理用還原劑將鐵從其化合物中還原出來。4.工藝流程從高爐下方鼓入空氣與焦炭反應(yīng)產(chǎn)生二氧化碳,并放出大量的熱量;二氧化碳再與灼熱的焦炭反應(yīng),生成一氧化碳;一氧化碳在高溫下將氧化鐵還原為鐵。有關(guān)反應(yīng)的化學(xué)方程式:XINZHIDAOXUE新知導(dǎo)學(xué)SUITANGJIANCE隨堂檢測DAYIJIEHUO答疑解惑首頁自主閱讀自主檢測5.除去鐵礦石中含有的Si

3、O2石灰石在高溫下分解生成氧化鈣和二氧化碳,氧化鈣與鐵礦石中的二氧化硅等反應(yīng)生成爐渣,有關(guān)反應(yīng)的化學(xué)方程式:爐渣的密度比鐵水小,故浮在鐵水上面,分離可得鐵水。 XINZHIDAOXUE新知導(dǎo)學(xué)SUITANGJIANCE隨堂檢測DAYIJIEHUO答疑解惑首頁自主閱讀自主檢測三、工業(yè)煉銅1.用黃銅礦煉銅工業(yè)上用高溫冶煉黃銅礦的方法獲得銅。粗銅中銅的含量為99.5%99.7%,含有Ag、Au、Fe、Zn等雜質(zhì)。2.銅的電解精煉要達(dá)到電氣工業(yè)生產(chǎn)用銅的要求,由黃銅礦高溫冶煉得到的銅還必須經(jīng)過電解精煉,電解精煉得到的銅,其含量高達(dá)99.95%99.98%。3.生物煉銅生物煉銅法是利用某種能耐受銅鹽毒性

4、的細(xì)菌,這種細(xì)菌能利用空氣中的氧氣氧化硫化銅礦石,把不溶性的硫化銅轉(zhuǎn)化為可溶性的銅鹽,從而使銅的冶煉變得十分簡單。該方法成本低、污染小、反應(yīng)條件簡單。XINZHIDAOXUE新知導(dǎo)學(xué)SUITANGJIANCE隨堂檢測DAYIJIEHUO答疑解惑首頁自主閱讀自主檢測四、金屬冶煉的常用方法金屬冶煉是把金屬從化合態(tài)變?yōu)橛坞x態(tài)的過程。工業(yè)生產(chǎn)上常用的冶煉方法有:1.高溫還原法。用C、CO、H2、活潑金屬等還原劑與金屬化合物在高溫下反應(yīng),從而得到游離態(tài)金屬單質(zhì)。2.電解法。電解熔融金屬化合物以獲得金屬單質(zhì)。3.濕法冶金。通過較活潑金屬置換、電解等方法從金屬可溶性鹽溶液中制備金屬。XINZHIDAOXUE

5、新知導(dǎo)學(xué)SUITANGJIANCE隨堂檢測DAYIJIEHUO答疑解惑首頁自主閱讀自主檢測1.下列說法中不正確的是()A.人類歷史上使用最早的合金是青銅B.后母戊鼎是我國目前已發(fā)現(xiàn)的最重的青銅器C.目前世界上使用量最大的合金是鋁合金D.目前世界上用途最廣的合金是鋼解析:目前世界上使用量最大的合金為鐵合金。答案:CXINZHIDAOXUE新知導(dǎo)學(xué)SUITANGJIANCE隨堂檢測DAYIJIEHUO答疑解惑首頁自主閱讀自主檢測2.下列說法不正確的是()A.鐵的冶煉中,焦炭的作用是提高爐溫,產(chǎn)生還原劑COB.石灰石的作用是去除SiO2,造渣C.煉鐵中,鐵礦石被氧化D.將鐵礦石粉碎,有利于反應(yīng)的充分

6、進(jìn)行解析:煉鐵中,鐵礦石被還原。答案:C3.判斷對錯(cuò):(1)地殼中有大量的游離態(tài)的鐵。 ()(2)高溫?zé)掋~和濕法煉銅都是將銅的化合物還原成單質(zhì)銅,而生物煉銅不涉及氧化還原反應(yīng)。 () XINZHIDAOXUE新知導(dǎo)學(xué)SUITANGJIANCE隨堂檢測DAYIJIEHUO答疑解惑首頁情境導(dǎo)入知識(shí)點(diǎn)撥典例引領(lǐng)重難點(diǎn)金屬冶煉的方法及步驟金屬冶煉的方法及步驟我國西漢時(shí)的煉丹家劉安所著淮南萬畢術(shù)中記載“曾青得鐵,則化為銅?！币馑际钦f銅鹽遇到鐵時(shí),就有銅生成。實(shí)質(zhì)就是我們現(xiàn)在所說的:鐵和可溶性銅鹽發(fā)生的置換反應(yīng)。這一發(fā)現(xiàn)要比西方國家早1 700多年。在宋朝時(shí)采用這一方法煉銅已有相當(dāng)規(guī)模,每年煉銅500噸。

7、這種煉銅方法在我國最早出現(xiàn),是濕法冶金的先驅(qū)。討論探究1.“曾青(CuSO4)得鐵化為銅”之說,你認(rèn)為發(fā)生的是什么反應(yīng)?2.工業(yè)煉鐵時(shí),焦炭的作用是什么?探究提示:(1)為反應(yīng)提供能量;(2)提供反應(yīng)所需的還原劑(CO)。XINZHIDAOXUE新知導(dǎo)學(xué)SUITANGJIANCE隨堂檢測DAYIJIEHUO答疑解惑首頁情境導(dǎo)入知識(shí)點(diǎn)撥典例引領(lǐng)重難點(diǎn)1.金屬冶煉的一般方法(1)金屬冶煉方法的選擇與金屬的活潑性有關(guān)。 XINZHIDAOXUE新知導(dǎo)學(xué)SUITANGJIANCE隨堂檢測DAYIJIEHUO答疑解惑首頁情境導(dǎo)入知識(shí)點(diǎn)撥典例引領(lǐng)重難點(diǎn)(2)各種冶煉方法示例。 熱分解法:對一些不活潑的金屬

8、,可以直接用加熱使礦物分解的方法從其化合物中還原出來,如金屬汞、銀的制取。熱還原法:在金屬活動(dòng)性順序中處于鋅和銅之間的大部分金屬,通常是通過在高溫下用還原劑(常用還原劑有C、H2、CO和活潑金屬鋁等)將金屬從其化合物中還原出來,這種方法叫熱還原法。電解法:對于一些極活潑金屬(如金屬鈉等)采用一般的還原劑很難將它們還原出來,工業(yè)上常采用電解熔融態(tài)的鹽、金屬氧化物等進(jìn)行冶煉。XINZHIDAOXUE新知導(dǎo)學(xué)SUITANGJIANCE隨堂檢測DAYIJIEHUO答疑解惑首頁情境導(dǎo)入知識(shí)點(diǎn)撥典例引領(lǐng)重難點(diǎn)2.金屬冶煉的一般步驟(1)第一步:礦物的富集。目的是除去雜質(zhì),提高礦物中有用成分的含量。(2)第

9、二步:金屬的冶煉。利用氧化還原反應(yīng)的原理,在一定條件下,用還原劑把金屬礦物中的金屬離子還原為金屬單質(zhì)的過程。(3)第三步:金屬的精煉。采用適當(dāng)?shù)姆椒ㄌ釤挸黾兘饘?。如我們可用電解的方法提煉金屬銅等。XINZHIDAOXUE新知導(dǎo)學(xué)SUITANGJIANCE隨堂檢測DAYIJIEHUO答疑解惑首頁情境導(dǎo)入知識(shí)點(diǎn)撥典例引領(lǐng)重難點(diǎn)3.鐵、銅的冶煉(1)工業(yè)煉鐵中石灰石的作用是石灰石在高溫下分解生成氧化鈣和二氧化碳,氧化鈣與鐵礦石中的二氧化硅等反應(yīng)生成爐渣,有關(guān)化學(xué)方程式為CaCO3 CaO+CO2、CaO+SiO2 CaSiO3(爐渣的主要成分)。(2)銅的冶煉方法:XINZHIDAOXUE新知導(dǎo)學(xué)S

10、UITANGJIANCE隨堂檢測DAYIJIEHUO答疑解惑首頁情境導(dǎo)入知識(shí)點(diǎn)撥典例引領(lǐng)重難點(diǎn)例題導(dǎo)學(xué)號(hào)18100066冶煉金屬一般有下列方法:焦炭法水煤氣(或氫氣,或一氧化碳)法活潑金屬置換法電解法(1)對下表中的金屬冶煉方法進(jìn)行分析,從上述四種方法中選擇相應(yīng)的序號(hào)填入空格中。(2)各列舉一個(gè)使用上述方法冶煉金屬的例子(用化學(xué)方程式表示)。;。 XINZHIDAOXUE新知導(dǎo)學(xué)SUITANGJIANCE隨堂檢測DAYIJIEHUO答疑解惑首頁情境導(dǎo)入知識(shí)點(diǎn)撥典例引領(lǐng)重難點(diǎn)解析:(1)火燒孔雀石煉銅是用C還原孔雀石分解得到的CuO,故選;濕法煉銅和鋁熱法煉鉻都是利用活潑金屬置換較不活潑的金屬,

11、故選;而光鹵石煉鎂的反應(yīng)為MgCl2(熔融) Mg+Cl2,故選。(2)金屬活動(dòng)性較強(qiáng)的金屬、活動(dòng)性介于ZnCu之間的金屬、活動(dòng)性較弱的金屬分別采用電解法、熱還原法、熱分解法冶煉。答案:(1)XINZHIDAOXUE新知導(dǎo)學(xué)SUITANGJIANCE隨堂檢測DAYIJIEHUO答疑解惑首頁情境導(dǎo)入知識(shí)點(diǎn)撥典例引領(lǐng)重難點(diǎn)XINZHIDAOXUE新知導(dǎo)學(xué)SUITANGJIANCE隨堂檢測DAYIJIEHUO答疑解惑首頁情境導(dǎo)入知識(shí)點(diǎn)撥典例引領(lǐng)重難點(diǎn)成功體驗(yàn)下列說法正確的是()A.金屬銅一般用電解法進(jìn)行冶煉B.鋁可用金屬鈉還原的方法大量生產(chǎn)C.金屬鈉一般用電解法進(jìn)行生產(chǎn)D.用焦炭還原鐵礦石得到的鐵是

12、純鐵解析:金屬銅應(yīng)使用熱還原法進(jìn)行冶煉,但要用電解法進(jìn)行電解精煉;Al雖然可用金屬鈉還原出來,但這樣冶煉成本太高,一般使用電解法冶煉;金屬鈉還原性強(qiáng),一般還原劑無法將它還原出來,所以使用電解法冶煉;高爐煉鐵得到的金屬鐵含有較多雜質(zhì)。答案:CXINZHIDAOXUE新知導(dǎo)學(xué)SUITANGJIANCE隨堂檢測DAYIJIEHUO答疑解惑首頁1 2 3 41.下列物質(zhì)的主要成分不正確的是()A.赤鐵礦:Fe2O3B.銅綠:CuOC.磁鐵礦:Fe3O4D.鋁土礦:Al2O3解析:銅綠的主要成分是堿式碳酸銅Cu2(OH)2CO3。答案:BXINZHIDAOXUE新知導(dǎo)學(xué)SUITANGJIANCE隨堂檢測

13、DAYIJIEHUO答疑解惑首頁1 2 3 42.高爐煉鐵生產(chǎn)中,下列說法正確的是()A.焦炭和一氧化碳都是還原劑B.采用富氧空氣可以得到純鐵C.加石灰石的目的主要是為了得到CO2D.用于冶煉生鐵的礦石主要有磁鐵礦、赤鐵礦和黃鐵礦解析:高爐煉鐵生產(chǎn)中,焦炭燃燒生成二氧化碳,二氧化碳再和焦炭反應(yīng)生成一氧化碳,一氧化碳還原鐵的氧化物,這些反應(yīng)中焦炭和一氧化碳是還原劑,A正確;采用富氧空氣是為了焦炭能充分燃燒,B不正確;加石灰石的目的主要是為了造渣,C不正確;黃鐵礦中鐵的含量低,一般不用于冶煉生鐵,D不正確。答案:AXINZHIDAOXUE新知導(dǎo)學(xué)SUITANGJIANCE隨堂檢測DAYIJIEHUO答疑解惑首頁1 2 3 43.被視為現(xiàn)代濕法冶金先驅(qū)的反應(yīng)是()A.鐵與硫酸銅溶液反應(yīng)