铁、铜的获取及应用【课资材料】

1、铁、铜的获取及应用,1,应用课堂,铁、铜是人类使用最早、应用最广泛的两种金属,铁、铜的存在及使用历史,司母戊鼎,铜钱,匕首,剑,2,应用课堂,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,3,应用课堂,一、铁、铜在自然界中的存在：,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。,化合态,陨铁(天石),铁矿石主要有哪些？ 铜矿石主要哪些？,你知道吗,4,应用课堂,1、常见的铁矿石,磁 铁 矿(Fe3O4),赤 铁 矿(Fe2O3),褐 铁 矿(Fe2O3nH2O ),黄 铁 矿(FeS2 ),

2、菱 铁 矿 FeCO3,5,应用课堂,2、常见的铜矿石,黄铜矿(CuFeS2 ),蓝铜矿(Cu3(CO3)2(OH)2 ),孔雀石(Cu2(OH)2CO3 ),毛赤铜矿(Cu2O ),斑铜矿 Cu5FeS4,辉铜矿 CuS,6,应用课堂,中国古代何时能够制造出精美的青铜器?何时会冶铁炼钢?,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.,二、铁、铜的冶炼,7,应用课堂,1、如何将铁、铜从“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。,+2 +3 0 Fe、Fe Fe,+1 +2 0 Cu、Cu Cu,8,应用课堂,生成铁的反应,9,应用课堂,生

3、成铜的反应,10,应用课堂,交流、讨论,2、上述反应中，在实验室或在工业上实际应用的有哪几种？,11,应用课堂,原理： 原料：,（一）、实验室制取少量的铁粉,3H2+Fe2O3 2Fe+3H2O,或:3CO+Fe2O3 2Fe+3CO2,3H2（或CO）、氧化铁,12,应用课堂,基本原理:金属氧化物被还原剂还原。,还原剂,氧化剂,是否有其他还原剂还原Fe2O3？,碳粉、氢气、铝粉等,先通后点防爆炸；先熄后停防氧化（或倒吸）,13,应用课堂,（二）、工业上炼铁：,1.原料：,铁矿石、焦炭、空气、石灰石,2.设备：,3.原理：,炼铁高炉（又称沸腾炉）,铁矿石（化合态）铁单质（游离态）,利用氧化还原

4、反应，在高温下，用还原剂（主要是CO)从铁矿石中还原出铁。,14,应用课堂,鞍钢2000立方米高炉外景图,15,应用课堂,16,应用课堂,高炉结构图,C,+O2=CO2,CO2+C=2CO,3CO+Fe2O3 =2Fe+3CO2,17,应用课堂,4.具体步骤 ：,还原剂的生成：,铁矿石的还原：,炉渣的形成：（石灰石:除脉石）,产品与再加工：生铁 钢,CO、CO2、N2,高炉煤气：,18,应用课堂,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,19,应用课堂,钢与铁的主要区别,1、主要

5、是含碳量不同,C,铁,钢,2 4.5 ,0.03 2 ,、钢用途更广,、钢冶炼主要是减低含碳量,20,应用课堂,120吨转炉炼钢时的情景,21,应用课堂,（三）、铜的冶炼：,1.高温冶炼黄铜矿：,2.湿法冶铜：Fe+CuSO4= FeSO4+Cu,3.生物炼铜：含硫的铜矿硫酸铜炼铜,(CuFeS2),22,应用课堂,1、热分解法：2HgO 2Hg+O2 、 2Ag2O 4Ag+O2 2、热还原法： （使用H2 、C、CO或“用活泼金属”还原） CuO+H2 Cu+H2O CuO+CO Cu+CO2 2CuO+C 2Cu+CO2 2Al+Fe2O3 2Fe+ Al2O3 3、电解方法: 2Al2O3 4Al+3O2 MgCl2 Mg+Cl2 4、湿法冶金：Fe+CuSO4= FeSO4+Cu 5、生物冶金：含硫的铜矿硫酸铜炼铜,23,应用课堂,K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb（