3.2.1从自然界获取铁和铜.ppt

专题3 从矿物到基础材料第二单元铁 铜的获取及应用 课题1 从自然界获取铁和铜 铁在实际中的应用 铜在实际中的应用 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 这些东西有哪些相似的物理性质 导电 导热 有延展性 有光泽 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 三牺鼎 河北平山出土河北省文物研究所藏 错银牛灯东汉早期高46cm长36 4cm1980年江西赣江出土南京博物院藏 成王方鼎西周早期高28 5cm口径18 1cm美国纳尔逊美术馆藏 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 一 自然界中存在的铁 由于铁的化学性质比较活泼 在自然界往往以化合态形式存在 自然界中的铁单质只能存在在从天而降的陨石中 古代称为 天石 书上P69页图片 磁铁矿Fe3O4 赤铁矿Fe2O3 二 铁的物理性质 银白色 有金属光泽 质软 2 具有良好的延展性 3 是电和热的良导体 5 特性 具铁磁性 4 密度是7 86g CM3 沸点是2750 C 熔点1535 C 三 铁的化学性质 2 铁与水反应 常温时不反应 在高温时可反应 3 铁与酸反应 铁与氧化性酸 常温时在浓硫酸 浓硝酸中钝化 加热时反应 变成三价铁离子 3Fe 4H2O g Fe3O4 4H2 4 铁与盐溶液反应 1 铁与非金属反应 Cl2与S氧化性谁强 铁与非氧化性酸 变成亚铁离子 高温 四 工业炼铁方法 1 如何将铁从 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 原理 方程式 原料 2 实验室制铁 装置与仪器 操作步骤与注意事项 3H2 Fe2O32Fe 3H2O 或 3CO Fe2O32Fe 3CO2 H2 或CO 氧化铁 CO 澄清石灰水 气囊 Fe2O3 原理 方程式 原料 设备 3 工业上是如何冶炼生铁的 Fe2O3 3CO2Fe 3CO2 铁矿石 焦炭 石灰石和空气 高炉 在高温下 用还原剂 主要是CO 把铁从铁矿石里还原出来 高炉结构图 C O2 CO2 CO2 C 2CO 3CO Fe2O3 2Fe 3CO2 炼铁的主要反应过程 产生还原剂 C O2 CO2CO2 C 2CO 空气 焦炭 还原铁矿石 Fe2O3 3CO 2Fe 3CO2 铁矿石 造渣 除脉石 CaCO3 CO2 CaOCaO SiO2 CaSiO3 熔剂 石灰石 高温 高温 高温 高温 高温 炼铁产品 生铁 高炉煤气 CO CO2 N2 生铁和钢的比较 2 4 5 0 03 2 硅锰 较多 硫磷 较多 硅锰 适量 硫磷 较少 可铸不可锻 可铸 可锻 可压延 硬而脆 硬而韧 有弹性 4 铁合金的性质 1 高炉煤气的主要成分是什么 如何处理高炉煤气 问 2 炼铁中为什么要用石灰石 3 高炉煤气能够废物利用变为燃料 4 炼铁中得到的铁是纯铁吗 四 铜在自然界存在的铜矿石 黄铜矿CuFeS2 孔雀石 CuCO3 Cu OH 2 天然铜 五 工业炼铜简介 铜矿石中铜的含量在1 左右 0 5 3 的便有开采价值 因为采用浮选法可以把矿石中一部分脉石等杂质除去 而得到含铜量较高 8 35 的精矿砂 从铜矿石冶炼铜的过程比较复杂 以黄铜矿为例 首先把精矿砂 熔剂 石灰石 砂等 和燃料 焦炭 木炭或无烟煤 混合 投入 密闭 鼓风炉中 在1000 左右进行熔炼 于是矿石中一部分硫成为SO2 用于制硫酸 大部分的砷 锑等杂质成为As2O3 Sb2O3等挥发性物质而被除去 2CuFeS2 O2 Cu2S 2FeS SO2 一部分铁的硫化物转变为氧化物 2FeS 3O2 2FeO 2SO2 Cu2 跟剩余的FeS等便熔融在一起而形成 冰铜 主要由Cu2S和FeS互相溶解形成的 它的含铜率在20 50 之间 含硫率在23 27 之间 FeO跟SiO2形成熔渣 FeO SiO2 FeSiO3熔渣浮在熔融冰铜的上面 容易分离 借以除去一部分杂质 然后把冰铜移入转炉中 加入熔剂 石英砂 后鼓入空气进行吹炼 1100 1300 由于铁比铜对氧有较大的亲和力 而铜比铁对硫有较大的亲和力 因此冰铜中的FeS先转变为FeO 跟熔剂结合成渣 而后Cu2S才转变为Cu2O Cu2O跟Cu2S反应生成粗铜 含铜量约为98 5 2Cu2S 3O2 2Cu2O 2SO2 2Cu2O Cu2S 6Cu SO2 再把粗铜移入反射炉 加入熔剂 石英砂 通入空气 使粗铜中的杂质氧化 跟熔剂形成炉渣而除去 在杂质除到一定程度后 再喷入重油 由重油燃烧产生的一氧化碳等还原性气体使氧化亚铜在高温下还原为铜 得到的精铜约含铜99 7 知识拓展 2 生物炼铜请同学们阅读课本P71的相关内容 用笔画出重点的字词 1 电解精炼铜99 95 99 98 归纳 工业炼铜的主要方法 2 生物炼铜 含硫的铜矿硫酸铜 炼铜 1 高温冶炼黄铜矿 电解精炼 3 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 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 B 2 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 B D 练习平台 5 在含有Cu NO3 2 Mg NO3 2和AgNO3的溶液中加入适量锌粉 首先置换出的是 A MgB CuC AgD H2 4 西汉时期发现 宋朝初期应用于生产的湿法冶金术的反应原理是 A CuO H2Cu H2OB CuO COCu CO2C Fe CuSO4FeSO4 CuD 2Cu2O Cu2S6Cu SO2 C C 6 冶炼金属一般有下列四种方法 焦炭法 水煤气法 H2或CO 活泼金属置换法 电解法 四种方法均有应用 古代有 火烧孔雀石炼铜 湿法冶金术炼铜 现代有 铝热法炼铬 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 用 B 用 C 用 D 用 B 7 Fe是地壳中含量很丰富的元素 也是生物体所必需的元素 自然界中铁矿石主要有赤铁矿和磁铁矿 金属铁是在高炉中冶炼的 高炉炼铁除了加入铁矿石外 还需加入焦炭和石灰石 请填空 写出磁铁矿主要成分的化学式 写出赤铁矿被还原成铁的化学方程式 写出焦炭在高炉中参与反应的两个化学方程式 写出CaCO3所参与反应的两个化学方程式 Fe3O4 Fe2O3 3CO2Fe 3CO2 C O2CO2CO2 C2CO CaCO3CaO CO2 CaO SiO2CaSiO3 8 除去下列物质中混有的少量杂质应用怎样化学方法 写出有关反应的离子方程式 1 铜粉中混有铁粉 2