从自然界获取铁和铜(上课课件)

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专题3第二单元铁、铜的获取及应用你在日常生活中见到过哪些金属制品?这些金属制品中,哪些含有铁和铜?交流与讨论你知道吗?铜钱司母戊鼎你知道吗?铜镜中国古代何时能够制造出精美的青铜器?何时会冶铁炼钢?你知道吗?商朝,就能够制造出精美的青铜器,春秋战国时期就会冶铁炼钢.1、根据金属活动性顺序,铁属于金属、铜属于金属(填活泼、比较活泼、不太活泼、极不活泼)。2、自然界中,铁和铜主要以(填“游离态”或“化合态”)形式存在,也有少量的铁、铜单质存在,其中铁单质主要只存在于中。交流与讨论比较活泼不太活泼化合态陨铁(天石)3、含有铁的矿石主要有哪些?含有铜的矿石主要哪些?陨铁常见的铁矿石磁铁矿(Fe3O4)赤铁矿(Fe2O3)褐铁矿(Fe2O3·nH2O)黄铁矿(FeS2)菱铁矿FeCO3常见的铜矿石黄铜矿(CuFeS2)蓝铜矿(Cu2(CO3)2(OH)2)毛赤铜矿(Cu2O)斑铜矿Cu5FeS4辉铜矿Cu2S孔雀石(CuCO3•Cu(OH)2)交流、讨论与练习1、如何将铁、铜从“化合态”转化为“游离态”?根据已学过的知识,你能写出多少种上述转化的化学方程式。生成铁的反应生成铜的反应把金属从矿石中提炼出来,这就是人们常说的金属的冶炼。铁、铜从化合态转化为游离态生成铁的化学方程式生成铜的化学方程式3H2+Fe2O32Fe+3H2OΔ3CO+Fe2O32Fe+3CO2Δ2Al+Fe2O32Fe+Al2O3高温Zn+FeSO4Fe+ZnSO4H2+CuOCu+H2OΔCO+CuOCu+CO2ΔC+2CuO2Cu+CO2↑ΔFe+CuSO4Cu+FeSO4原理:原料:实验室如何制取少量的铁粉装置与仪器:操作步骤与注意事项:3H2+Fe2O32Fe+3H2O或:3CO+Fe2O32Fe+3CO23H2(或CO)、氧化铁CO澄清石灰水气囊Fe2O3现代工业炼铁1、原料:铁矿石、焦炭、空气、石灰石等。2、设备:炼铁高炉3、原理:4、造渣:6、产品:生铁(含碳2%--4.5%)5、高炉煤气成分:N2COCO2等将生铁进一步炼制,可以得到用途更为广泛的钢(含碳量在0.03%—2%)石灰石作熔剂除掉SiO2高炉结构图C+O2=CO2CO2+C=2CO3CO+Fe2O3=2Fe+3CO2生铁与钢铁合金生铁钢含碳量其它杂质机械性能机械加工2%--4.5%0.03%--2%Si、Mn、S、P(少)Si、Mn、S、P(多)质硬而脆,无韧性坚硬、韧性大、塑性好可铸不可锻可铸、可锻、可压延拓展知识:为了防锈又在合金中加入铬和镍,这种钢称为不锈钢。不锈钢通常是指含铬量在12—30%的合金钢。不锈钢外观呈微灰色或银白色。结构紧密,不易氧化生成氧化铁,故有不锈之称。不锈钢是能抵抗酸、碱、盐等腐蚀作用的合金钢的总称。不锈钢阅读课本P73归纳:工业炼铜的主要方法:阅读与归纳高温冶炼黄铜矿→电解精炼总结铁(Fe)铜(Cu)含量存在形式主要矿石化合态转化为游离态冶炼方法主要流程Fe+CuSO4══Cu+FeSO4H2+CuO══Cu+H2OΔC+2CuO══2Cu+CO2↑ΔCO+CuO══Cu+CO2ΔZn+FeSO4══Fe+ZnSO42Al+Fe2O3══2Fe+Al2O3高温3CO+Fe2O3══2Fe+3CO2Δ3H2+Fe2O3══2Fe+3H2OΔ多少游离态(陨铁)(少量)主要化合态游离态(少量)主要化合态高炉炼铁高温冶炼黄铜矿磁铁矿(Fe304)赤铁矿(Fe203)黄铜矿(CuFeS2)孔雀石(CuCO3•Cu(OH)2)高炉中炼成生铁,生铁进一步炼制成钢高温冶炼得到含铜在99.5~99.7%的铜,电解精炼得到纯度更高的铜自然界中的金属大都以化合态存在用化学的方法把化合态的金属变成游离态要考虑的问题矿石的富集合适的冶炼方法如何精炼金属的冶炼简单,实用,节省的原则1、热分解法有些不活泼金属仅用热分解法就能制得。在金属活动性顺序表中,位于氢后面的某些金属的氧化物受热就能分解。2HgO==2Hg+O2↑2Ag2O==4Ag+O2↑冶炼方法的选择2.热还原法多数金属的冶炼过程属于热还原法。常用的还原剂有焦炭、一氧化碳、氢气和活泼金属等。高温高温高温Fe2O3+3CO==2Fe+3CO2WO3+3H2==W+3H2OCr2O3+2Al==2Cr+Al2O33.电解法在金属活动性顺序中,钾、钠、钙、铝等几种金属的还原性很强,这些金属都很容易失去电子,因此不能用一般的方法和还原剂使其从化合物中还原出来,而只能用通电分解其熔融盐或氧化物的方法来冶炼。2Al2O3====4Al+3O2↑2NaCl====2Na+Cl2↑电解电解优点:用该法得到的金属一般纯度较高。缺点:该法要消耗大量电能,成本较高。KCaNaMgAlZnFeSnPb(H)CuHgAg电解法热还原法热分解法不同金属冶炼方法的选择KCaNaMgAlZnFeSnPb(H)CuHgAg3.高温下可用于还原氧化铁的化合物是()A.焦炭B.氢气C.二氧化碳D.一氧化碳练习1.在化学反应:Fe3O4+3H23Fe+4H2O中,Fe3O4作A还原剂B氧化剂C催化剂D溶剂B2.在化学反应:2Ag2O4Ag+O2↑中,Ag2O作A还原剂B氧化剂C催化剂D溶剂ABD

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