化學 3 從礦物到基礎材料 第二單元 鐵、銅的獲取及應用 第1課時 從自然界中獲取鐵和銅 蘇教版必修1

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1、第1課時從自然界中獲取鐵和銅專題3第二單元鐵、銅的獲取及應用學習目標定位1.熟知鐵、銅的冶煉原理和方法，會寫有關的化學方程式。2.初步了解金屬冶煉的一般方法和原理。內容索引新知導學 新知探究點點落實達標檢測 當堂檢測鞏固反饋新知導學1.鐵和銅在自然界中主要以 的形式存在。(1)常見的鐵礦有磁鐵礦(主要成分為 )、赤鐵礦(主要成分為_)、黃鐵礦(主要成分為FeS2)、菱鐵礦(主要成分為FeCO3)等。(2)常見的銅礦有孔雀石主要成分為 、黃銅礦(主要成分為 )等。2.人們最早利用的單質鐵和單質銅均直接來自于自然界。所不同的是鐵單質只存在于從天而降的隕鐵中，所以古代人稱鐵為“天石”，而銅則來自于地

2、球上自然存在的少量單質銅?；蠎B(tài)Fe3O4一、鐵、銅的存在形式Fe2O3CuCO3Cu(OH)2CuFeS21.鐵、銅元素在自然界中的存在形式既有游離態(tài)也有化合態(tài)。2.鐵在地殼中的含量僅次于氧、硅、鋁，居第四位。歸納總結歸納總結1.銅在自然界存在于多種礦石中。下列礦石的主要成分中銅元素的質量分數(shù)最高的是A.黃銅礦CuFeS2B.斑銅礦Cu5FeS4C.輝銅礦Cu2SD.孔雀石CuCO3Cu(OH)2答案解析活學活用活學活用解析解析設均含有2個Cu原子，比較“Fe2S4”“Fe S ”“S”“H2CO5”的式量可知，Cu2S中銅的質量分數(shù)最高，CuFeS2中的Cu的質量分數(shù)最低。25851.鐵的

3、冶煉鐵的冶煉(1)原料： 、 、 、 等。(2)設備： 。(3)反應原理：用還原劑將鐵從其化合物中還原出來。(4)工藝流程：從高爐下方鼓入空氣與 反應產(chǎn)生 并放出大量的熱量； 再與灼熱的 反應，生成 ； 在高溫下將氧化鐵還原為金屬鐵。鐵礦石焦炭二、鐵、銅的冶煉空氣石灰石煉鐵高爐CO2CO2焦炭焦炭COCO(5)鐵礦石中含有二氧化硅需除去：石灰石在高溫下分解生成氧化鈣和二氧化碳，氧化鈣與鐵礦石中的二氧化硅等反應生成爐渣，爐渣的密度比鐵水小，故浮在鐵水上面，從而分離得到鐵水。(6)用這種方法煉出來的鐵是含碳的生鐵。將生鐵進一步煉制，就可以得用途更廣泛的鋼(含碳0.03%2%)。2%4.5%2.銅的

4、制備與精煉銅的制備與精煉工業(yè)上主要采用 (主要成分是)的方法獲得銅。用這種方法冶煉得到的銅，含銅量為99.5%99.7%，還含有_ 等雜質。要達到電氣工業(yè)生產(chǎn)用銅的要求，這種由黃銅礦高溫冶煉得到的銅還必須經(jīng)過 ，其得到的銅，含銅量高達99.95%99.98%。高溫冶煉黃銅礦CuFeS2Ag、Au、Zn、Fe電解精煉1.煉鐵的主要化學反應(1)還原劑的形成： 。(2)鐵的還原： 。(3)爐渣的形成： 。歸納總結歸納總結2.金屬冶煉的一般方法(1)電解法：適合冶煉金屬活動性較強的金屬(一般為金屬活動性順序表中鋁及鋁前面的金屬)。(2)高溫還原法：用還原劑(CO、C、H2、Al等)還原金屬氧化物，適

5、合冶煉金屬活動性順序表中Zn到Cu之間的大多數(shù)金屬。(3)熱分解法：適合于冶煉金屬活動性較差的金屬。提醒提醒(1)在工業(yè)上還有一種冶煉方法叫做濕法冶金，即利用活潑金屬把不活潑金屬從它的鹽溶液中置換出來。例如：CuSO4Fe=CuFeSO4。(2)金屬的冶煉方法與金屬活動性的關系K Ca Na Mg AlZn Fe Sn Pb (H) CuHg AgPt Au電解法 熱還原法熱分解法 物理提煉法2.高爐煉鐵生產(chǎn)中下列說法正確的是A.還原氧化鐵的還原劑是焦炭B.采用富氧空氣可以得到純鐵C.加石灰石的目的主要是為了除去過量碳D.用于冶煉生鐵的礦石主要有磁鐵礦、赤鐵礦答案解析活學活用活學活用易錯提醒解

6、析解析A項中，焦炭發(fā)生的反應：CO2CO2、CO2C 2CO，其中CO將鐵礦石中的鐵還原成鐵單質，A項錯誤；高爐煉鐵得到的只是含碳量為2%4.5%的生鐵，不會得到純鐵，B項錯誤；加入石灰石的目的是它在高溫下分解成生石灰，繼而再與SiO2反應生成CaSiO3爐渣，除去雜質SiO2，故C項錯誤。易錯提醒易錯提醒易錯提醒高爐煉鐵時，雖然加入的是焦炭，實際上的還原劑是CO。3.火法煉銅首先要焙燒黃銅礦，其反應為2CuFeS2O2=Cu2S2FeSSO2，下列說法正確的是A.SO2是氧化產(chǎn)物B.CuFeS2僅作還原劑，硫元素被氧化C.每生成1 mol Cu2S，有4 mol硫被氧化D.每轉移1.2 mo

7、l電子，有0.2 mol硫被氧化答案解析解析解析由反應方程式知，CuFeS2中Cu化合價降低被還原為Cu2S，CuFeS2中 的S化合價升高，被氧化為SO2；O2在反應后化合價降低，被還原為SO2，因此可知SO2既是氧化產(chǎn)物又是還原產(chǎn)物，A項錯誤；CuFeS2既是氧化劑又是還原劑，B項錯誤；每生成1 mol Cu2S，有1 mol S被氧化，C項錯誤；利用反應知轉移6 mol e，有1 mol S被氧化，D項正確。達標檢測1.下列物質中含銅元素的是A.天石 B.孔雀石C.赤鐵礦 D.石灰石解析解析孔雀石的主要成分為CuCO3Cu(OH)2。1234答案解析解析解析A項，關于金屬冶煉的本質和方法

8、的敘述是正確的；B項，濕法煉銅是用鐵置換出銅；C項，煉鐵中加入石灰石是為了除去二氧化硅雜質；D項，工業(yè)上用電解熔融氧化鋁的方法生產(chǎn)鋁。2.下列關于金屬冶煉的說法正確的是A.金屬冶煉的本質是將化合態(tài)金屬還原為游離態(tài)，冶煉方法由金屬的活 動性決定B.Cu的濕法冶煉是將金屬鈉投入到CuSO4溶液中，從而置換出銅C.Fe通常采用熱還原法冶煉，加入石灰石的目的是除去過量的碳D.由于Al的活動性強，故工業(yè)上采用電解熔融氯化鋁的方法生產(chǎn)鋁1234答案解析3.下列有關金屬的工業(yè)制法中正確的是A.制鈉：用海水為原料制得精鹽，再電解純凈的NaCl溶液B.制鋁：從鋁土礦中獲得氧化鋁再得到氯化鋁固體，電解熔融的氯化鋁

9、 得到鋁C.制鎂：用海水為原料，經(jīng)一系列過程制得氧化鎂固體，H2還原得鎂D.制鐵：以鐵礦石為原料，CO還原得鐵解析解析分別電解熔融的NaCl、MgCl2、Al2O3(和冰晶石)來制取Na、Mg、Al，A、B、C三項均錯。1234答案解析4.冶煉金屬一般有下列四種方法：焦炭法；水煤氣法(或H2或CO)；活潑金屬置換法；電解法。四種方法在工業(yè)上均有應用。古代有()火燒孔雀石煉銅，()濕法煉銅，現(xiàn)代有()鋁熱法煉鉻，()從光鹵石中煉鎂，對它們的冶煉方法的分析不正確的是A.()用 B.()用C.()用 D.()用1234答案解析解析解析由于金屬的化學活動性不同，金屬離子得到電子還原成金屬原子的能力也就不同，因此必須采用不同的冶煉方法。()()()()發(fā)生的反應分別是1234()FeCuSO4=FeSO4Cu，適用于。本課結束