從自然界中獲取鐵和銅

從自然界中獲取鐵和銅游離態(tài)形式的鐵和銅銅在地殼中含量約為0.01%，少量以單質(zhì)銅形式存在天然銅鐵是自然界里分布最廣的金屬元素之一，在地殼中的質(zhì)量約占5％左右，僅次于鋁，游離態(tài)的鐵只能從隕鐵中得到。

隕鐵1、鐵元素、銅元素在自然界中的存在赤鐵礦(Fe2O3)磁鐵礦(Fe3O4)褐鐵礦(Fe2O3·nH2O)黃鐵礦(FeS2

)常見的鐵礦石1、鐵元素、銅元素在自然界中的存在毛赤銅礦(Cu2O

)藍(lán)銅礦(Cu3(CO3)2(OH)2

)黃銅礦（CuFeS2）孔雀石(Cu2(OH)2CO3)常見的銅礦石赤鐵礦(Fe2O3)黃鐵礦(FeS2)

黃銅礦(CuFeS2)孔雀石[Cu2(OH)2CO3]磁鐵礦(Fe2O3FeO)·

+3+2磁鐵礦(Fe2O3FeO)·

+3+2+2+2+2這些礦石中的Fe、Cu的化合價(jià)均為正價(jià)，從價(jià)態(tài)變化角度來考慮如何得到Fe和Cu？Fe0Fe+2Fe

、+3Cu+2Cu0交流與討論這些礦石中的Fe、Cu的化合價(jià)均降低，作氧化劑，需要使用還原劑。2、如何把鐵銅從化合態(tài)轉(zhuǎn)化為游離態(tài)生成鐵的化學(xué)方程式生成銅的化學(xué)方程式2Al+Fe2O3

==Al2O3+2Fe高溫3H2+Fe2O3

==2Fe+3H2O3CO+Fe2O3

==2Fe+3CO2

Fe+CuCl2

==Cu+FeCl2

CO+CuO

==Cu+CO2

H2+CuO==Cu+H2O3、工業(yè)上是如何煉鐵設(shè)備：高爐原料：鐵礦石，焦炭，石灰石，空氣思考下列問題:⑴CO是怎樣形成的?⑵鐵礦石是如何被還原的?⑶石灰石的作用是什么?3、工業(yè)上是如何煉鐵

煉鐵：鐵礦石（化合態(tài)）→鐵單質(zhì)（游離態(tài)）（1）原料：鐵礦石，焦炭，石灰石，空氣（2）基本反應(yīng)原理：3CO+Fe2O32Fe+3CO2高溫利用氧化還原反應(yīng)，在高溫下，用還原劑（主要是CO)從鐵礦石中還原出鐵。（3）設(shè)備：高爐3、工業(yè)上是如何煉鐵（4）煉鐵的主要反應(yīng)①產(chǎn)生還原劑：

C+O2→CO2CO2+C→2CO

②還原鐵礦石：

Fe2O3+3CO

==

2Fe+3CO2

高溫

③造渣（除脈石）：

CaCO3→

CO2+CaOCaO+SiO2→

CaSiO3

（熔劑：石灰石）（5）煉鐵產(chǎn)品：生鐵（6）煉鐵和環(huán)保節(jié)能高爐煤氣：CO、CO2、N2現(xiàn)代工業(yè)煉鐵1、原料：鐵礦石、焦炭、空氣、石灰石等。2、設(shè)備：煉鐵高爐3、原理：4、造渣：6、產(chǎn)品：生鐵（含碳2%--4.5%）5、高爐煤氣成分：N2COCO2等將生鐵進(jìn)一步煉制，可以得到用途更為廣泛的鋼（含碳量在0.03%—2%）石灰石作熔劑除掉SiO2歸納與總結(jié)將生鐵進(jìn)一步煉制，可以得到用途更為廣泛的鋼（含碳量在0.03%—2%）鐵的合金生鐵鋼

C%

2%－4.5%

0.03%－2%其它雜質(zhì)Si、Mn、S、P（較多）Si、Mn、S、P（較少）機(jī)械性能用途生鐵和鋼的比較生鐵堅(jiān)硬、耐磨、鑄造性好但生鐵脆，不能鍛壓,

可鑄不煅堅(jiān)硬、韌性大，可塑性好,可鑄可煅煉鋼生鐵用做煉鋼的原料；鑄造生鐵用于制造各種鑄件，如機(jī)床床座、鐵管等；球墨鑄鐵性能較好，制造齒輪、活塞等高級鑄件；鋼有不同型號，應(yīng)用不同如鋼絲網(wǎng)、鉚釘、鍋爐等2.高溫冶煉黃銅礦：1.濕法冶銅：Fe+CuSO4=FeSO4+Cu3.生物煉銅：（99.95%~99.98%）（99.5%~99.7%）黃銅礦粗銅精銅電解銅的冶煉：閱讀課本，了解銅的冶煉方法。硫化銅硫桿菌

硫酸銅銅污染小、反應(yīng)條件簡單、低品位的礦石也可利用

細(xì)菌冶金又稱微生物浸礦，是近代濕法冶金工業(yè)上的一種新工藝。它主要是應(yīng)用細(xì)菌法溶浸貧礦、廢礦、尾礦和大冶爐渣等，以回收某些貴重有色金屬和稀有金屬，達(dá)到防止礦產(chǎn)資源流失，最大限度地利用礦藏的一種冶金方法。目前細(xì)菌治金已發(fā)展成了一種重要的冶煉手段，利用此法可以來冶銅、鉛、鋅、等幾十種貴重和稀有金屬。資料細(xì)菌冶金交流與練習(xí)寫出已經(jīng)學(xué)過的，在產(chǎn)物中含有金屬單質(zhì)（如Na、Mg、Al、Hg等

）的化學(xué)方程式MgCl2Mg+Cl2↑2Al2O34Al+3O2

↑2HgO2Hg+O2↑CaCl2Ca+Cl2↑2NaCl2Na+Cl2↑

TiCl4+4NaTi+4NaCl等2AgI2Ag+I2金屬冶煉的一般方法

歸納與總結(jié)1、熱分解法：2HgO2Hg+O2↑

、

2Ag2O4Ag+O2↑2、熱還原法：

（使用H2

、C、CO或“用活潑金屬”還原）

CuO+H2Cu+H2OCuO+COCu+CO22CuO+C2Cu+CO2↑

2Al+Fe2O32Fe+Al2O33、電解方法:2Al2O34Al+3O2↑MgCl2Mg+Cl2↑4、濕法冶金：Fe+CuSO4=FeSO4+Cu5、生物冶金：含硫的銅礦→硫酸銅→煉銅KCaNaMgAlZnFeSn

Pb（H）CuHgAg電解法熱還原法熱分解法不同金屬一般冶煉方法的選擇KCaNaMgAl

ZnFeSn

Pb（H）Cu

HgAg

1.從金屬利用的歷史來看，先是青銅器時(shí)代，而后是鐵器時(shí)代，鋁的利用是近百年的事。這個(gè)先后順序跟下列有關(guān)的是①地殼中的金屬元素的含量②金屬活動(dòng)性順序③金屬的導(dǎo)電性④金屬冶煉的難易程度⑤金屬的延展性A.①③B.②⑤C.③⑤D.②④D鞏固反饋

2.用一定量的鐵和足量的稀硫酸及足量的CuO制取單質(zhì)銅，有人設(shè)計(jì)了一下兩種方案：若要制取相同質(zhì)量的銅，并按照實(shí)驗(yàn)原則進(jìn)行操作，則兩者消耗的單質(zhì)鐵的量為（）A.一樣多B.①多C.②多D.無法判斷B鞏固反饋3.上圖是金屬活動(dòng)性順序表中銅、錫、鐵和鋁元素被人類大規(guī)模開發(fā)、利用的大致年限。⑴選擇編號填空：鋁的利用比銅和鐵晚得多，原因是

______；目前鋁在多個(gè)領(lǐng)域替代易生銹的鋼鐵，其主要原因是

______。①鋁的硬度小

②鋁很活潑③地殼中鋁的含量高

④鋁的表面易生成致密的保護(hù)膜

②

④4．冶煉金屬一般有下列四種方法：①焦炭法；②水煤氣法（H2

或CO）；③活潑金屬置換法；④電解法。四種方法均有應(yīng)用。古代有：Ⅰ火燒孔雀石煉銅；Ⅱ濕法冶金術(shù)煉銅；現(xiàn)代有：Ⅲ鋁熱法煉鉻；Ⅳ從光鹵石（KCl·MgCl2·6H2O）中煉鎂。下列對它們的冶煉方法的分析中，不正確的是（）A．Ⅰ用①B．Ⅱ用②C．Ⅲ用③D．Ⅳ用④B鞏固反饋5．Fe是地殼中含量很豐富的元素，也是生物體所必需的元素。自然界中鐵礦石主要有赤鐵礦和磁鐵礦，金屬鐵是在高爐中冶煉的，高爐煉鐵除了加入鐵礦石外，還需加入焦炭和石灰石。請?zhí)羁眨孩賹懗龃盆F礦主要成分的化學(xué)式：

。②寫出赤鐵礦被還原成鐵的化學(xué)方程式：

。③寫出焦炭在高爐中參與反應(yīng)的兩個(gè)化學(xué)方程式：

。④寫出CaCO3所參與反應(yīng)的兩個(gè)化學(xué)方程式：

。Fe3O4

Fe2O3+3CO2Fe+3CO2

C+O2CO2CO2+C2CO

CaCO3CaO+CO2↑CaO+SiO2CaSiO3

鞏固反饋6.根據(jù)下圖所示實(shí)驗(yàn)室用一氧化碳還原氧化鐵的實(shí)驗(yàn)裝置，回答以下問題：①反應(yīng)過程中發(fā)生的現(xiàn)象是

；②塑料袋的作用是

。鞏固反饋鞏固練習(xí)1.鐵和銅在自然界中主要以_______的形式存在.工業(yè)上鐵的冶煉是在_________中進(jìn)行的，原料有_______、____、____、_______等。冶煉的過程將氧化鐵_______單質(zhì)鐵的方程式為:______________________________。2.在高溫下可還原氧化鐵的化合物是(

)

A.焦炭

B.氫