课件33张PPT。 从自然界获取铁和铜 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.司母戊鼎铜陵墓:铜马车 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。
铁铜的存在形式化合态陨铁(天石) 游离态形式的铁和铜铜在地壳中含量约为0.01%，
少量以单质铜形式存在天然铜铁是自然界里分布最广的金属
元素之一，在地壳中的质量约
占5％左右，仅次于铝，游离态
的铁只能从陨石中得到。 陨铁世界第三大铁陨石掉在新疆北部阿勒泰地区，重达30吨 常见的铁矿石磁铁矿(Fe3O4)赤铁矿(Fe2O3) 褐铁矿(Fe2O3·nH2O )黄铁矿(FeS2 )常见的铜矿石黄铜矿(CuFeS2 )毛赤铜矿(Cu2O )孔雀石蓝铜矿Cu2(OH)2CO3 如何将铁、铜从“化合态”转化为“游离态”？
单质铁铜只能来自于它们的化合物铁、铜的化合物 铁、铜的单质+还原剂化合价降低 把金属从矿石中提炼出来，这就是人们常说的金属的冶炼。表3-3 铁、铜从化合态转化为游离态Fe + CuSO4 ══ Cu + FeSO4Zn + FeSO4 ══ Fe + ZnSO42Al + 3CuO ══ 3Cu + Al2O33C+ 2Fe2O3 ══ 4Fe + 3CO2
△高温还原剂+铁、铜的化合物→铁、铜的单质+氧化产物金属的冶炼要考虑的问题矿石的富集合适的冶炼方法如何精炼合适的原料冶炼的原理合适的设备产品的品质污染的控制古代炼铁从铁矿石中获取铁现代炼铁现代工业炼铁1、原料：铁矿石、焦炭、空气2、设备：炼铁高炉3、原理：还原剂的生成 ： C + O2 === CO2(放出大量的热)
C + CO2 === 2CO（得到还原剂）
还原铁矿石： Fe2O3 + 3CO === 2Fe + 3CO2点燃高温高温造渣：CaCO3 === CaO + CO2↑
SiO2 + CaO === CaSiO3(炉渣的主要成分, 可以制炉渣水泥)高温高温5、产品：生铁（含碳2%--4.5%）4、高炉煤气成分：N2 CO CO2等石灰石的作用——除去SiO2,形成炉渣、石灰石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% ）生铁和钢的比较生铁坚硬、耐磨、铸造性好但生铁脆，不能锻压, 可铸不煅坚硬、韧性大，可塑性好,
可铸可煅炼钢生铁用做炼钢的原料 ；
铸造生铁用于制造各种铸件，如机床
床座、铁管等；
球墨铸铁性能较好，制造齿轮、
活塞等高级铸件；钢有不同型号，应用不同如钢丝网、铆钉、锅炉等工业炼铜简介 在人类使用的金属中，首先被加工利用的是天然红铜。由于当时烧制陶器的技术已相当成熟，既有了耐高温的陶器，又有能造出窑温1000℃以上的高温窑体，这就具备了用矿石冶炼金属的条件。大约在距今5000年前，中国已进入了冶炼红铜的时期。最初利用的是孔雀石类氧化铜矿石。人们将它与木炭混合加热还原，得到红铜。随着对熔铸技术的熟练掌握，人们能够更有效地利用红铜了。 我国西汉时的炼丹家刘安所著《淮南万毕术》中记载“曾青得铁，则化为铜。”
意思是说铜盐遇到铁时，就有铜生成。实质就是我们现在所说的：
铁和可溶性铜盐发生的置换反应。
这一发现要比西方国家早1700多年。在宋朝时采用这一方法炼铜已有相当规模，每年炼铜500吨。这种炼铜方法在我国最早，是湿法冶金的先驱。古老的冶炼技术：
（1）火烧孔雀石炼铜（CuCO3?Cu(OH)2） （2）湿法炼铜
工业上铜的冶炼Fe + CuSO4 ══ Cu + FeSO4提高纯度请同学们阅读课本P73的相关内容很活泼金属较活泼和不活泼金属不同金属冶炼方法比较海水中NaCl海水MgCl2铝土矿中Al2O3赤铁矿 磁铁矿 等黄铜矿 孔雀石 等电解熔融NaCl电解熔融MgCl2电解熔融Al2O3还原剂还原还原剂还原
不同金属冶炼方法的选择电解法热还原法热分解法多少游离态（陨铁）
主要化合态
游离态（少量）
主要化合态
高炉炼铁（1）湿法炼铜
(2)火烧孔雀石
（3）高温冶炼黄铜矿
（4）生物炼铜等
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课堂小结1、炼铁选用的铁矿石通常不仅要求含铁量高，而且要“有害元素”少，下列铁矿石你认为最不适宜炼铁的是 ( )
A、磁铁矿（Fe3O4） 含铁量72.4%
B、赤铁矿（Fe2O3） 含铁量70%
C、菱铁矿（FeCO3） 含铁量48.3%
D、黄铁矿（FeS2） 含铁量46.7%D课堂练习2、高炉炼铁生产中，下列各说法正确的是
（ ）
A、焦炭和一氧化碳都作为炼铁的主要还原剂
B、从炼铁高炉出铁口流出的是纯铁
C、加石灰石的目的主要是为了得到CO2
D、用于冶炼生铁的矿石主要有磁铁矿、
赤铁矿等D3．冶炼金属一般有下列四种方法：①焦炭法；②水煤气法（H2 或CO）；③活泼金属置换法；④电解法。四种方法均有应用。古代有：Ⅰ火烧孔雀石炼铜；Ⅱ湿法冶金术炼铜；现代有：Ⅲ铝热法炼铬；Ⅳ从光卤石（KCl·MgCl2·6H2O ）中炼镁。下列对它们的冶炼方法的分析中，不正确的是（ ）
A．Ⅰ用① B．Ⅱ用② C．Ⅲ用③ D．Ⅳ用④B思考题 根据工业炼铁的原理实验室如何设计实验模拟一氧化碳还原氧化铁?交流一下！根据下图所示实验室用一氧化碳还原氧化铁的实验装置，回答以下问题：
①反应过程中发生的现象是 ；
②塑料袋的作用是 。红色氧化铁变黑，石灰水变浑浊，塑料袋鼓起收集未反应的CO，防止污染大气感谢指导！高炉结构图C+O2=CO2CO2+C=2CO3CO+Fe2O3
=2Fe+3CO2高炉结构图C+O2=CO2CO2+C=2CO3CO+Fe2O3
=2Fe+3CO2现代炼铁《从自然界获取铁和铜》学案
学习目标
（1）了解自然界中铁、铜的存在形式，掌握高炉炼铁的化学原理，了解湿法炼铜的过程。
（2）通过介绍我国悠久的铜、铁冶炼史，对学生进行爱国主义教育，体会铁、铜的冶炼对人类文明的重要影响。
（3）通过介绍铁和铜的使用情况，使学生认识到化学与生活的紧密联系，培养学生的社会责任感。
学习过程
一、铁、铜存在形式
1、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。
常见的铁矿石：______________________________________________________________
常见的铜矿石:______________________________________________________________
2、思考：你们知道如何将铁和铜从化合态转化为游离态吗？
生成铁的化学方程式
生成铜的化学方程式
?
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二、铁的冶炼
1、金属的冶炼要考虑的问题:
________________________、_________________________、________________________
2、炼铁过程
（1）原料：____________________________________________________________
（2）设备：_____________________________
（3）炼铁的主要反应过程：
①产生还原剂：____________________________________________________?
?
②还原铁矿石：__________________________________________________??
③造渣（除脉石）：_______________________________________________
(4)高炉煤气的成分：_______________________________________________
（5）炼铁产品：________________________________
3、生铁的精炼：________________________________
三、铜的冶炼
古代的冶炼技术：______________________________________________________
现代的冶炼技术：______________________________________________________
生物炼铜的优点有哪些： _____________________________________________
铜的精炼方法：_______________________________________________________
四、不同金属的冶炼方法
1、完成下列表格
金属
存在形式
冶炼方法
Na
?
?
Mg
?
?
Al
?
?
Fe
?
?
Cu
?
?
2、常见金属的冶炼方法的选择：
_________________________________________________________________
课堂练习
1、炼铁选用的铁矿石通常不仅要求含铁量高，而且要“有害元素”少，下列铁矿石你认为最不适宜炼铁的是 ( )
A、磁铁矿（Fe3O4） 含铁量72.4%
B、赤铁矿（Fe2O3） 含铁量70%
C、菱铁矿（FeCO3） 含铁量48.3%
D、黄铁矿（FeS2） 含铁量46.7%
2、高炉炼铁生产中，下列各说法正确的是（ ）
A、焦炭和一氧化碳都作为炼铁的主要还原剂
B、从炼铁高炉出铁口流出的是纯铁
C、加石灰石的目的主要是为了得到CO2
D、用于冶炼生铁的矿石主要有磁铁矿、 赤铁矿等
3．冶炼金属一般有下列四种方法：①焦炭法；②水煤气法（H2 或CO）；③活泼金属置换法；④电解法。四种方法均有应用。古代有：Ⅰ火烧孔雀石炼铜；Ⅱ湿法冶金术炼铜；现代有：Ⅲ铝热法炼铬；Ⅳ从光卤石（KCl·MgCl2·6H2O ）中炼镁。下列对它们的冶炼方法的分析中，不正确的是（ ）
A．Ⅰ用① B．Ⅱ用② C．Ⅲ用③ D．Ⅳ用④
课后思考
4、通过本堂课的学习，我们应该理解了以下四个问题，
（1）CO是怎样形成的??（2）铁矿石是如何被还原的??（3）石灰石的作用是什么?
（4）尾气应如何处理？炉渣还可再利用吗？生铁为何还要炼成钢？
请大家根据工业炼铁的原理来设计实验室模拟一氧化碳还原氧化铁实验的装置。
