化学 3 从矿物到基础材料 第二单元 铁、铜的获取及应用 第1课时 从自然界中获取铁和铜 苏教版必修1

第1课时从自然界中获取铁和铜专题3第二单元铁、铜的获取及应用学习目标定位1.熟知铁、铜的冶炼原理和方法，会写有关的化学方程式。2.初步了解金属冶炼的一般方法和原理。内容索引新知导学 新知探究点点落实达标检测 当堂检测巩固反馈新知导学1.铁和铜在自然界中主要以 的形式存在。(1)常见的铁矿有磁铁矿(主要成分为 )、赤铁矿(主要成分为_)、黄铁矿(主要成分为FeS2)、菱铁矿(主要成分为FeCO3)等。(2)常见的铜矿有孔雀石主要成分为 、黄铜矿(主要成分为 )等。2.人们最早利用的单质铁和单质铜均直接来自于自然界。所不同的是铁单质只存在于从天而降的陨铁中，所以古代人称铁为“天石”，而铜则来自于地球上自然存在的少量单质铜。化合态Fe3O4一、铁、铜的存在形式Fe2O3CuCO3Cu(OH)2CuFeS21.铁、铜元素在自然界中的存在形式既有游离态也有化合态。2.铁在地壳中的含量仅次于氧、硅、铝，居第四位。归纳总结归纳总结1.铜在自然界存在于多种矿石中。下列矿石的主要成分中铜元素的质量分数最高的是A.黄铜矿CuFeS2B.斑铜矿Cu5FeS4C.辉铜矿Cu2SD.孔雀石CuCO3Cu(OH)2答案解析活学活用活学活用解析解析设均含有2个Cu原子，比较“Fe2S4”“Fe S ”“S”“H2CO5”的式量可知，Cu2S中铜的质量分数最高，CuFeS2中的Cu的质量分数最低。25851.铁的冶炼铁的冶炼(1)原料： 、 、 、 等。(2)设备： 。(3)反应原理：用还原剂将铁从其化合物中还原出来。(4)工艺流程：从高炉下方鼓入空气与 反应产生 并放出大量的热量； 再与灼热的 反应，生成 ； 在高温下将氧化铁还原为金属铁。铁矿石焦炭二、铁、铜的冶炼空气石灰石炼铁高炉CO2CO2焦炭焦炭COCO(5)铁矿石中含有二氧化硅需除去：石灰石在高温下分解生成氧化钙和二氧化碳，氧化钙与铁矿石中的二氧化硅等反应生成炉渣，炉渣的密度比铁水小，故浮在铁水上面，从而分离得到铁水。(6)用这种方法炼出来的铁是含碳的生铁。将生铁进一步炼制，就可以得用途更广泛的钢(含碳0.03%2%)。2%4.5%2.铜的制备与精炼铜的制备与精炼工业上主要采用 (主要成分是)的方法获得铜。用这种方法冶炼得到的铜，含铜量为99.5%99.7%，还含有_ 等杂质。要达到电气工业生产用铜的要求，这种由黄铜矿高温冶炼得到的铜还必须经过 ，其得到的铜，含铜量高达99.95%99.98%。高温冶炼黄铜矿CuFeS2Ag、Au、Zn、Fe电解精炼1.炼铁的主要化学反应(1)还原剂的形成： 。(2)铁的还原： 。(3)炉渣的形成： 。归纳总结归纳总结2.金属冶炼的一般方法(1)电解法：适合冶炼金属活动性较强的金属(一般为金属活动性顺序表中铝及铝前面的金属)。(2)高温还原法：用还原剂(CO、C、H2、Al等)还原金属氧化物，适合冶炼金属活动性顺序表中Zn到Cu之间的大多数金属。(3)热分解法：适合于冶炼金属活动性较差的金属。提醒提醒(1)在工业上还有一种冶炼方法叫做湿法冶金，即利用活泼金属把不活泼金属从它的盐溶液中置换出来。例如：CuSO4Fe=CuFeSO4。(2)金属的冶炼方法与金属活动性的关系K Ca Na Mg AlZn Fe Sn Pb (H) CuHg AgPt Au电解法 热还原法热分解法 物理提炼法2.高炉炼铁生产中下列说法正确的是A.还原氧化铁的还原剂是焦炭B.采用富氧空气可以得到纯铁C.加石灰石的目的主要是为了除去过量碳D.用于冶炼生铁的矿石主要有磁铁矿、赤铁矿答案解析活学活用活学活用易错提醒解析解析A项中，焦炭发生的反应：CO2CO2、CO2C 2CO，其中CO将铁矿石中的铁还原成铁单质，A项错误；高炉炼铁得到的只是含碳量为2%4.5%的生铁，不会得到纯铁，B项错误；加入石灰石的目的是它在高温下分解成生石灰，继而再与SiO2反应生成CaSiO3炉渣，除去杂质SiO2，故C项错误。易错提醒易错提醒易错提醒高炉炼铁时，虽然加入的是焦炭，实际上的还原剂是CO。3.火法炼铜首先要焙烧黄铜矿，其反应为2CuFeS2O2=Cu2S2FeSSO2，下列说法正确的是A.SO2是氧化产物B.CuFeS2仅作还原剂，硫元素被氧化C.每生成1 mol Cu2S，有4 mol硫被氧化D.每转移1.2 mol电子，有0.2 mol硫被氧化答案解析解析解析由反应方程式知，CuFeS2中Cu化合价降低被还原为Cu2S，CuFeS2中 的S化合价升高，被氧化为SO2；O2在反应后化合价降低，被还原为SO2，因此可知SO2既是氧化产物又是还原产物，A项错误；CuFeS2既是氧化剂又是还原剂，B项错误；每生成1 mol Cu2S，有1 mol S被氧化，C项错误；利用反应知转移6 mol e，有1 mol S被氧化，D项正确。达标检测1.下列物质中含铜元素的是A.天石 B.孔雀石C.赤铁矿 D.石灰石解析解析孔雀石的主要成分为CuCO3Cu(OH)2。1234答案解析解析解析A项，关于金属冶炼的本质和方法的叙述是正确的；B项，湿法炼铜是用铁置换出铜；C项，炼铁中加入石灰石是为了除去二氧化硅杂质；D项，工业上用电解熔融氧化铝的方法生产铝。2.下列关于金属冶炼的说法正确的是A.金属冶炼的本质是将化合态金属还原为游离态，冶炼方法由金属的活 动性决定B.Cu的湿法冶炼是将金属钠投入到CuSO4溶液中，从而置换出铜C.Fe通常采用热还原法冶炼，加入石灰石的目的是除去过量的碳D.由于Al的活动性强，故工业上采用电解熔融氯化铝的方法生产铝1234答案解析3.下列有关金属的工业制法中正确的是A.制钠：用海水为原料制得精盐，再电解纯净的NaCl溶液B.制铝：从铝土矿中获得氧化铝再得到氯化铝固体，电解熔融的氯化铝 得到铝C.制镁：用海水为原料，经一系列过程制得氧化镁固体，H2还原得镁D.制铁：以铁矿石为原料，CO还原得铁解析解析分别电解熔融的NaCl、MgCl2、Al2O3(和冰晶石)来制取Na、Mg、Al，A、B、C三项均错。1234答案解析4.冶炼金属一般有下列四种方法：焦炭法；水煤气法(或H2或CO)；活泼金属置换法；电解法。四种方法在工业上均有应用。古代有()火烧孔雀石炼铜，()湿法炼铜，现代有()铝热法炼铬，()从光卤石中炼镁，对它们的冶炼方法的分析不正确的是A.()用 B.()用C.()用 D.()用1234答案解析解析解析由于金属的化学活动性不同，金属离子得到电子还原成金属原子的能力也就不同，因此必须采用不同的冶炼方法。()()()()发生的反应分别是1234()FeCuSO4=FeSO4Cu，适用于。本课结束