浙江省临海市高中化学 专题3 从矿物到基础材料 3.2 从自然界中获取铁和铜课件 苏教必修1.ppt

从从自自然然界界获获取取铁铁和和铜铜陈列于新疆地质矿产博物馆重达陈列于新疆地质矿产博物馆重达30吨、吨、世界排行第三世界排行第三(按重量按重量)的大陨铁的大陨铁 常见的铁矿石常见的铁矿石磁铁矿磁铁矿(Fe3O4)赤铁矿赤铁矿(Fe2O3) 褐铁矿褐铁矿(Fe2O3·nH2O )黄铁矿黄铁矿(FeS2 )陨铁陨铁常见的铜矿石常见的铜矿石毛赤铜矿(Cu2O )黄铜矿（CuFeS2）孔雀石(Cu2(OH)2CO3 )蓝铜矿(Cu3(CO3)2(OH)2 )一一.铁、铜在自然界中的存在形式：铁、铜在自然界中的存在形式：1、铁以化合态形式存在于自然界，游离态的铁来、铁以化合态形式存在于自然界，游离态的铁来 自陨石 铁的存在铁的存在：磁铁矿（：磁铁矿（Fe3O4)、赤铁矿、赤铁矿(Fe2O3 )等等 2、铜主要以化合态存在于自然界，、铜主要以化合态存在于自然界，　　 铜的存在：黄铜矿铜的存在：黄铜矿(CuFeS2) 、、 孔雀石孔雀石(CuCO3·Cu(OH)2)　　 铜有少量的以游离态形式存在自然界铜有少量的以游离态形式存在自然界如何将铁、铜从化合态转化为游离态原理原理：用还原剂把铁、铜从化合态：用还原剂把铁、铜从化合态 还原还原到游离态到游离态.游离态游离态化合态化合态还原剂还原剂探究一：探究一：?写一写：写一写： 请完成请完成P72交流与讨论表交流与讨论表3-3.常见的还原剂：常见的还原剂：H2、C、CO、金属（正价）（正价）（零价）（零价）生成铁的化学方程式生成铁的化学方程式生成铜的化学方程式生成铜的化学方程式 H2+CuO Cu+H2O CO+CuO Cu+CO2 Fe+CuCl2 Cu+FeCl2C+2CuO 2Cu+CO22Al+Fe2O3 Al2O3+2Fe3H2+Fe2O3 2Fe+3H2O 3CO+Fe2O3 2Fe+3CO2 3C+2Fe2O3 4Fe+3CO2查漏补缺：查漏补缺：想一想想一想：：人类如何从自然界获取铁？人类如何从自然界获取铁？ 古代炼铁古代炼铁, ,设备是极其简设备是极其简单的土窑单的土窑; ;原原料为铁矿石和料为铁矿石和木炭。

木炭 窑窑里边堆里边堆上上木炭木炭，上面，上面放上铁矿石，放上铁矿石，炼出的铁水顺炼出的铁水顺炉内通道汇聚炉内通道汇聚于炉底，再从于炉底，再从一小口流出，一小口流出，便可以作为生便可以作为生铁使用了铁使用了 古代炼铁古代炼铁想一想：想一想： 在古代炼铁中的主要还原剂是不是木碳在古代炼铁中的主要还原剂是不是木碳？如果不是，那是什么物质？涉及的主要？如果不是，那是什么物质？涉及的主要化学反应有哪些？化学反应有哪些？C+O2==CO2CO2+C==2CO3CO+ Fe3CO+ Fe2 2O O3 3 2Fe+3CO2Fe+3CO2 2高温高温交流与讨论：交流与讨论： 即使科技水平发展到现在，目前所用的炼铁方法基本还即使科技水平发展到现在，目前所用的炼铁方法基本还是此法只不过设备和工艺已先进了许多请你从生产的是此法只不过设备和工艺已先进了许多请你从生产的连续性，原料的利用率（反应是否充分）以及对环境的影连续性，原料的利用率（反应是否充分）以及对环境的影响等方面对古代炼铁设备和工艺进行评价，并提出改进意响等方面对古代炼铁设备和工艺进行评价，并提出改进意见点燃点燃高温高温想一想：想一想： 高炉炼铁的原料是：高炉炼铁的原料是：铁矿石，焦炭，石灰石，空气；铁矿石，焦炭，石灰石，空气； 炼铁产物炼铁产物：：生铁，高炉煤气，炉渣。

生铁，高炉煤气，炉渣 问题问题1：原料中石灰石的作用是什么？：原料中石灰石的作用是什么？ 现代高炉炼铁现代高炉炼铁 问题问题2：高炉煤气的主要成分是什么？能否直接：高炉煤气的主要成分是什么？能否直接 排放？怎么处理？排放？怎么处理？问题问题3：高炉煤气能够废物利用变为燃料，炉渣能：高炉煤气能够废物利用变为燃料，炉渣能 否也可废物利用？否也可废物利用？ 问题问题4：炼铁中得到的铁是纯铁吗？铁和钢的关：炼铁中得到的铁是纯铁吗？铁和钢的关 系？炼钢原理？系？炼钢原理？ 炼钢就是对生铁炼钢就是对生铁降碳降碳、去硫磷、调硅锰、去硫磷、调硅锰含量的过程含量的过程. 　　 生铁含碳生铁含碳２％２％ ～～ ４４.５％，５％，将生铁进一将生铁进一步炼制，就可以得到用途更广泛的钢步炼制，就可以得到用途更广泛的钢（含碳（含碳００.０３％０３％ ～～ ２％２％））.“古代古代”人类是怎样炼铜的？人类是怎样炼铜的？那么人类又是如何从自然界获取铜？现在的冶炼方法现在的冶炼方法？火法炼铜火法炼铜 把精矿砂、熔剂（石灰石）和燃料混合，把精矿砂、熔剂（石灰石）和燃料混合， 投入投入“密闭密闭”鼓风炉中，在鼓风炉中，在1000℃左右进行熔炼。

左右进行熔炼 2CuFeS2+O2=Cu2S＋＋2FeS＋＋SO2↑ 2Cu2S＋＋3O2=2Cu2O＋＋2SO2↑ 2Cu2O＋＋Cu2S=6Cu＋＋SO2↑（了解内容，不必掌握）（了解内容，不必掌握）三三. 铜的冶炼铜的冶炼Fe+CuSO4=FeSO4+Cu氧化还原反应氧化还原反应氧化剂氧化剂:还原剂还原剂:2.火法火法(干法干法)炼铜炼铜:原料原料: 黄铜矿黄铜矿CuSO4Fe1.湿法炼铜湿法炼铜：（古代）电解电解精铜精铜）（粗铜（粗铜高高温温冶冶炼炼3 .生物炼铜（自学生物炼铜（自学P73））K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb（H）Cu Hg Ag电解法电解法热还原法热还原法热分解法热分解法不同金属冶炼方法的选择不同金属冶炼方法的选择K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb（H）Cu Hg Ag练习练习:1.铁的冶炼：铁的冶炼： 工业上铁的冶炼是在工业上铁的冶炼是在 中进行的中进行的原料有原料有 、、 、、 和和 等 在冶炼过程中，铁元素被还原，还原剂是在冶炼过程中，铁元素被还原，还原剂是 ，由于矿石中有杂质，需除去，所加造渣剂，由于矿石中有杂质，需除去，所加造渣剂为为 . 用这种方法炼出的铁是含碳用这种方法炼出的铁是含碳2%～～4.5%的的 ，将生铁进一步冶炼，就可以得到，将生铁进一步冶炼，就可以得到用途广泛的钢。

用途广泛的钢高炉高炉铁矿石铁矿石焦炭焦炭空气空气石灰石石灰石 CO石灰石石灰石生铁生铁2.关于炼铁原理下列叙述正确的是关于炼铁原理下列叙述正确的是(　　 　　)　　　　　　　　　　　　A.铁矿石在高温下被氧化成铁铁矿石在高温下被氧化成铁　　B.生铁中杂质被氧化生铁中杂质被氧化　　C.铁矿石在高温下被焦炭还原成铁铁矿石在高温下被焦炭还原成铁　　D.铁矿石在高温下被铁矿石在高温下被CO还原成铁还原成铁D3.用足量的用足量的CO还原还原32克某种氧化物克某种氧化物,将将生成的气体通入足量的澄清石灰水中生成的气体通入足量的澄清石灰水中,得得到到60克沉淀克沉淀,则该氧化物是则该氧化物是( )A.FeO B.Fe2O3 C.CuO D.Cu2OB 我国劳动人民很早就认识了铜盐溶液里的我国劳动人民很早就认识了铜盐溶液里的铜能被铁置换，从而发明了湿法炼铜它成为铜能被铁置换，从而发明了湿法炼铜它成为湿法冶金术的先驱，在世界化学史上占有光辉湿法冶金术的先驱，在世界化学史上占有光辉的一页 湿法炼铜的原理是：湿法炼铜的原理是： CuSO4+Fe=Cu+FeSO4 生产方法：在产地就近随地形高低挖掘沟生产方法：在产地就近随地形高低挖掘沟槽，用茅席铺底，把生铁击碎，排放在沟槽里，槽，用茅席铺底，把生铁击碎，排放在沟槽里，将将CuSO4溶液引入沟槽浸泡，浸泡至颜色改变溶液引入沟槽浸泡，浸泡至颜色改变后，再把浸泡过的水放去，茅席取出，沉积在后，再把浸泡过的水放去，茅席取出，沉积在茅席上的铜就可以收集起来。

茅席上的铜就可以收集起来 。