江蘇省邳州市第二中學(xué)2013年高中化學(xué) 第一課時 從自然界獲取鐵和銅課件 蘇教版必修1

1、第二單元鐵、銅的獲取及應(yīng)用第二單元鐵、銅的獲取及應(yīng)用第一課時從自然界獲取鐵和銅第一課時從自然界獲取鐵和銅新知初探自學(xué)導(dǎo)引新知初探自學(xué)導(dǎo)引自主學(xué)習(xí)自主學(xué)習(xí)一、鐵、銅在自然界中的存在一、鐵、銅在自然界中的存在1_器時代約在器時代約在6000年前，年前，_時代約在時代約在2500年前。年前。2鐵、銅在自然界中的存在鐵、銅在自然界中的存在青銅青銅鐵器鐵器 存在存在金屬金屬自然界中的存在狀態(tài)自然界中的存在狀態(tài)常見礦石及主要成分常見礦石及主要成分鐵鐵主要以主要以_形式形式存在存在鐵單質(zhì)只存在于鐵單質(zhì)只存在于隕鐵中隕鐵中磁鐵礦：磁鐵礦：_赤鐵礦：赤鐵礦：_銅銅主要以主要以_形式形式存在存在少量單質(zhì)少量單質(zhì)黃

2、銅礦：黃銅礦：_孔雀石：孔雀石：_化合態(tài)化合態(tài)Fe3O4CuFeS2化合態(tài)化合態(tài)CuCO3Cu(OH)2Fe2O3想一想想一想1.青銅器時代、鐵器時代均已成為歷史青銅器時代、鐵器時代均已成為歷史,為什為什么說鐵、銅仍然是重要的基礎(chǔ)金屬材料呢？么說鐵、銅仍然是重要的基礎(chǔ)金屬材料呢？提示：提示：在當(dāng)代日常生活中，鐵、銅應(yīng)用仍然在當(dāng)代日常生活中，鐵、銅應(yīng)用仍然十分廣泛，在國民經(jīng)濟的發(fā)展中起著舉足輕十分廣泛，在國民經(jīng)濟的發(fā)展中起著舉足輕重的作用。重的作用。二、鐵、銅的冶煉二、鐵、銅的冶煉1煉鐵煉鐵(1)基本反應(yīng)原理基本反應(yīng)原理(用化學(xué)方程式表示用化學(xué)方程式表示)：_。利用利用_反應(yīng)反應(yīng),在高溫下在高溫

3、下,用用_ (主要是主要是CO)從鐵礦石中把鐵還原出來。從鐵礦石中把鐵還原出來。(2)原料：原料：_等。等。氧化還原氧化還原還原劑還原劑鐵礦石、焦炭、空氣、石灰石鐵礦石、焦炭、空氣、石灰石(3)設(shè)備：設(shè)備：_。(4)煉鐵的主要反應(yīng)過程：煉鐵的主要反應(yīng)過程：產(chǎn)生還原劑的化學(xué)方程式：產(chǎn)生還原劑的化學(xué)方程式：_。還原鐵礦石的化學(xué)方程式：還原鐵礦石的化學(xué)方程式：_。煉鐵高爐煉鐵高爐造渣造渣(除脈石除脈石)的化學(xué)方程式：的化學(xué)方程式：_，_。(5)產(chǎn)物產(chǎn)物:_、_、_。(6)將生鐵進一步煉制，可得到用途更廣泛的含碳將生鐵進一步煉制，可得到用途更廣泛的含碳0.03%2%的的_。生鐵生鐵廢氣廢氣(N2、CO

4、、CO2)爐渣爐渣(CaSiO3等等)鋼鋼想一想想一想2高爐煉鐵中焦炭與石灰石的作用各是什高爐煉鐵中焦炭與石灰石的作用各是什么？么？提示：提示：焦炭的作用是作燃料提供大量的熱和焦炭的作用是作燃料提供大量的熱和形成煉鐵的還原劑形成煉鐵的還原劑.石灰石的作用是作熔劑石灰石的作用是作熔劑,降低降低SiO2的熔點，用來除去難熔化的的熔點，用來除去難熔化的SiO2.2.銅的冶煉銅的冶煉(1)工業(yè)煉銅流程工業(yè)煉銅流程FeCuSO4=FeSO4CuCuSO4自主體驗自主體驗1下列說法正確的是下列說法正確的是(雙選雙選)()A青銅器時代、鐵器時代均已遠(yuǎn)離我們幾青銅器時代、鐵器時代均已遠(yuǎn)離我們幾千年，銅、鐵不是

5、重要的金屬材料千年，銅、鐵不是重要的金屬材料B當(dāng)代使用的銅和鐵大都是經(jīng)過物理方法當(dāng)代使用的銅和鐵大都是經(jīng)過物理方法獲取的獲取的C自然界中鐵主要以磁鐵礦、赤鐵礦、黃自然界中鐵主要以磁鐵礦、赤鐵礦、黃鐵礦等化合態(tài)形式存在鐵礦等化合態(tài)形式存在D生鐵不如鋼的用途廣泛生鐵不如鋼的用途廣泛解析：選解析：選CD。鐵與銅在當(dāng)代仍然是重要的。鐵與銅在當(dāng)代仍然是重要的基礎(chǔ)金屬材料基礎(chǔ)金屬材料,A項不正確項不正確;當(dāng)代使用的鐵、當(dāng)代使用的鐵、銅大都是通過化學(xué)方法獲取的銅大都是通過化學(xué)方法獲取的,B項不正確。項不正確。2制造貨幣，應(yīng)該根據(jù)下列哪些性質(zhì)而選制造貨幣，應(yīng)該根據(jù)下列哪些性質(zhì)而選材材(雙選雙選)()A從化學(xué)性

6、質(zhì)來看，金屬材料化學(xué)性質(zhì)應(yīng)從化學(xué)性質(zhì)來看，金屬材料化學(xué)性質(zhì)應(yīng)穩(wěn)定穩(wěn)定B從物理性質(zhì)來看，金屬材料應(yīng)有較低的從物理性質(zhì)來看，金屬材料應(yīng)有較低的熔點熔點C從物理性質(zhì)來看，金屬材料應(yīng)有一定的從物理性質(zhì)來看，金屬材料應(yīng)有一定的強度、硬度強度、硬度D制造貨幣的金屬本身的價值應(yīng)高于貨幣制造貨幣的金屬本身的價值應(yīng)高于貨幣的面值的面值解析：選解析：選AC。B項，貨幣金屬熔點過低項，貨幣金屬熔點過低,不不便于貯藏，不正確；便于貯藏，不正確；D項，若金屬本身的價項，若金屬本身的價值高于貨幣的價值值高于貨幣的價值,可能無法流通可能無法流通,不正確。不正確。3下列化合物中，金屬的質(zhì)量分?jǐn)?shù)最高的下列化合物中，金屬的質(zhì)量分

7、數(shù)最高的是是()A磁鐵礦磁鐵礦(Fe3O4)B赤鐵礦赤鐵礦(Fe2O3)C黃鐵礦黃鐵礦(FeS2)D孔雀石孔雀石Cu2(OH)2CO3解析：選解析：選A。按相對原子質(zhì)量比上相對分子。按相對原子質(zhì)量比上相對分子質(zhì)量直接計算即可。質(zhì)量直接計算即可。要點突破講練互動要點突破講練互動探究導(dǎo)引探究導(dǎo)引已知已知Fe3能將能將I氧化成單質(zhì)氧化成單質(zhì)I2，氫碘酸是比，氫碘酸是比鹽酸還強的酸，請你寫出鹽酸還強的酸，請你寫出FeO、Fe2O3、Fe3O4分別與氫碘酸反應(yīng)的離子方程式。分別與氫碘酸反應(yīng)的離子方程式。鐵的氧化物鐵的氧化物提示：提示：Fe3O4從組成上可看成從組成上可看成Fe2O3FeO，要注意要注意F

8、e2O3中中Fe3可將可將I氧化成氧化成I2。FeO2H=Fe2H2O；Fe2O36H2I=3H2O2Fe2I2；Fe3O48H2I=4H2O3Fe2I2。要點歸納要點歸納鐵的氧化物的種類、組成及性質(zhì)鐵的氧化物的種類、組成及性質(zhì)化學(xué)式化學(xué)式FeOFe3O4Fe2O3鐵的化鐵的化合價合價22(占占1/3)、3(占占2/3)3名稱名稱氧化亞鐵氧化亞鐵四氧化三鐵四氧化三鐵(俗名磁性氧俗名磁性氧化鐵化鐵)氧化鐵氧化鐵(俗俗名鐵紅名鐵紅)顏色和顏色和狀態(tài)狀態(tài)黑色粉末黑色粉末黑色晶體黑色晶體紅棕色粉紅棕色粉末末化學(xué)式化學(xué)式FeOFe3O4Fe2O3與水的與水的關(guān)系關(guān)系不反應(yīng)，不溶不反應(yīng)，不溶解解不反應(yīng)，不

9、反應(yīng)，不溶解不溶解不反應(yīng)，不反應(yīng)，不溶解不溶解與酸的與酸的關(guān)系關(guān)系與與H反應(yīng)而溶反應(yīng)而溶解解與與H反反應(yīng)而溶解應(yīng)而溶解與與H反應(yīng)反應(yīng)而溶解而溶解氧化性氧化性高溫下被高溫下被CO、H2、Al、C等還原等還原還原性還原性被熱空氣氧化被熱空氣氧化為為Fe3O4等等可被氧可被氧化化一般不再被一般不再被氧化氧化主要用主要用途途煉鐵煉鐵煉鐵，作鋁煉鐵，作鋁熱劑，作油熱劑，作油漆的顏料漆的顏料即時應(yīng)用即時應(yīng)用1用足量的用足量的CO還原還原11.6 g金屬氧化物，將金屬氧化物，將生成的氣體通入足量的澄清石灰水中，得到生成的氣體通入足量的澄清石灰水中，得到20 g沉淀，則該氧化物是沉淀，則該氧化物是(雙選雙選)

10、()AFeOBFe2O3CFe3O4DFeO與與Fe2O3組成的混合物組成的混合物探究導(dǎo)引探究導(dǎo)引欲從金屬化合物中獲取金屬單質(zhì)，需采取什欲從金屬化合物中獲取金屬單質(zhì)，需采取什么措施？么措施？提示：提示：金屬化合物金屬化合物(MXn)中金屬元素中金屬元素(M)一定一定顯正價，欲將其轉(zhuǎn)化成單質(zhì)必須利用比該金顯正價，欲將其轉(zhuǎn)化成單質(zhì)必須利用比該金屬還原性強的還原劑將其還原出來或利用電屬還原性強的還原劑將其還原出來或利用電解解(最強的氧化還原手段最強的氧化還原手段)的方法獲得。的方法獲得。金屬的冶煉金屬的冶煉要點歸納要點歸納1金屬冶煉的一般方法金屬冶煉的一般方法(1)金屬冶煉方法的選擇與金屬的活潑性有

11、關(guān)金屬冶煉方法的選擇與金屬的活潑性有關(guān).金屬的活金屬的活動性順序動性順序K、Ca、Na、Mg、AlZn、Fe、Sn、Pb、(H)、CuHg、AgPt、Au金屬原子失金屬原子失電子能力電子能力強強弱弱金屬離子得金屬離子得電子能力電子能力弱弱強強金屬的金屬的活動性活動性順序順序K、Ca、Na、Mg、AlZn、Fe、Sn、Pb、(H)、CuHg、AgPt、Au主要冶主要冶煉方法煉方法電解法電解法熱還原法熱還原法熱分熱分解法解法富集法富集法還原劑還原劑或特殊或特殊措施措施強大電流強大電流提供電子提供電子H2、CO、C、Al等加熱等加熱加熱加熱物理方法物理方法或化學(xué)方或化學(xué)方法法熱還原法：在金屬活動性順

12、序表中處于鋅熱還原法：在金屬活動性順序表中處于鋅和銅之間的大部分金屬，通常是通過在高溫和銅之間的大部分金屬，通常是通過在高溫下用還原劑下用還原劑(常用還原劑有常用還原劑有C、H2、CO和活和活潑金屬鋁等潑金屬鋁等)將金屬從其化合物中還原出來將金屬從其化合物中還原出來,這種方法叫熱還原法。這種方法叫熱還原法。電解法：對于一些極活潑金屬電解法：對于一些極活潑金屬(如金屬鈉如金屬鈉等等)采用一般的還原劑很難將它們還原出來采用一般的還原劑很難將它們還原出來,工業(yè)上常用電解熔融態(tài)的鹽、金屬氧化物等工業(yè)上常用電解熔融態(tài)的鹽、金屬氧化物等進行冶煉。進行冶煉。(2)第二步：金屬的冶煉。利用氧化還原反第二步：金

13、屬的冶煉。利用氧化還原反應(yīng)的原理，在一定條件下，用還原劑把金屬應(yīng)的原理，在一定條件下，用還原劑把金屬礦物中的金屬離子還原為金屬單質(zhì)的過程。礦物中的金屬離子還原為金屬單質(zhì)的過程。主要的方法有電解法、熱還原法、熱分解法主要的方法有電解法、熱還原法、熱分解法等。等。(3)第三步：金屬的精煉。采用適當(dāng)?shù)姆椒ǖ谌剑航饘俚木珶挕２捎眠m當(dāng)?shù)姆椒ㄌ釤挸黾兘饘?。我們可用電解的方法提煉金提煉出純金屬。我們可用電解的方法提煉金屬銅等。屬銅等。即時應(yīng)用即時應(yīng)用2我國古代曾用火燒孔雀石和焦炭混合物我國古代曾用火燒孔雀石和焦炭混合物的方法煉銅。孔雀石的主要成分是的方法煉銅?？兹甘闹饕煞质荂uCO3Cu(OH)2，這

14、種冶煉銅的方法是，這種冶煉銅的方法是()A焦炭還原法焦炭還原法 B濕法煉銅濕法煉銅C鋁熱還原法鋁熱還原法 D電解冶煉法電解冶煉法解析：選解析：選A?？兹甘軣岚l(fā)生分解反應(yīng)生成?？兹甘軣岚l(fā)生分解反應(yīng)生成了氧化銅、了氧化銅、CO2和和H2O，生成的氧化銅被混，生成的氧化銅被混合物中的焦炭還原而生成了銅。合物中的焦炭還原而生成了銅。題型探究權(quán)威預(yù)測題型探究權(quán)威預(yù)測金屬的冶煉金屬的冶煉 高爐煉鐵的生產(chǎn)中，下列說法正確高爐煉鐵的生產(chǎn)中，下列說法正確的是的是()A焦炭和一氧化碳都是還原劑焦炭和一氧化碳都是還原劑B采用富氧空氣可以得到純鐵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得到加石灰石的目的

15、主要是為了得到CO2D用于冶煉生鐵的礦石主要有磁鐵礦、赤用于冶煉生鐵的礦石主要有磁鐵礦、赤鐵礦和黃鐵礦鐵礦和黃鐵礦【解析解析】高爐煉鐵的生產(chǎn)中，焦炭燃燒生高爐煉鐵的生產(chǎn)中，焦炭燃燒生成二氧化碳，二氧化碳再和焦炭反應(yīng)生成一成二氧化碳，二氧化碳再和焦炭反應(yīng)生成一氧化碳，一氧化碳還原鐵的氧化物，這些反氧化碳，一氧化碳還原鐵的氧化物，這些反應(yīng)中焦炭和一氧化碳都是還原劑，應(yīng)中焦炭和一氧化碳都是還原劑，A正確；正確；采用富氧空氣是為了焦炭能充分燃燒，采用富氧空氣是為了焦炭能充分燃燒，B不不正確；加石灰石的目的主要是為了造渣，正確；加石灰石的目的主要是為了造渣，C不正確；黃鐵礦中鐵的含量低，一般不用不正確；

16、黃鐵礦中鐵的含量低，一般不用于冶煉生鐵，于冶煉生鐵，D不正確。不正確。【答案答案】A【規(guī)律方法規(guī)律方法】(1)選擇金屬的冶煉方法時，選擇金屬的冶煉方法時，首先要考慮金屬在自然界中的存在形態(tài)及金首先要考慮金屬在自然界中的存在形態(tài)及金屬的活動性屬的活動性,然后再根據(jù)具體情況綜合選擇然后再根據(jù)具體情況綜合選擇.有些不活潑金屬如有些不活潑金屬如Au、Pt在自然界中以游在自然界中以游離態(tài)存在，一般用淘取法富集。離態(tài)存在，一般用淘取法富集。(2)不是任何金屬礦物都適合冶煉金屬，如不是任何金屬礦物都適合冶煉金屬，如黃鐵礦的主要成分是黃鐵礦的主要成分是FeS2，若硫的含量高，若硫的含量高于百分之五十，對硫而言

17、稱之為富礦，而鐵于百分之五十，對硫而言稱之為富礦，而鐵的含量小于百分之五十的含量小于百分之五十,對鐵而言稱之為貧對鐵而言稱之為貧礦礦,所以適用于提煉硫不適合直接煉鐵，但所以適用于提煉硫不適合直接煉鐵，但在提取硫時生成的在提取硫時生成的Fe2O3對鐵而言是富礦，對鐵而言是富礦，可用于煉鐵?？捎糜跓掕F。熱點示例思維拓展熱點示例思維拓展工業(yè)煉銅工業(yè)煉銅【經(jīng)典案例經(jīng)典案例】銅在自然界多以銅在自然界多以1價礦石存價礦石存在，在固態(tài)特別是高溫下，在，在固態(tài)特別是高溫下，1價銅的化合價銅的化合物比物比2價穩(wěn)定。用輝銅礦價穩(wěn)定。用輝銅礦(Cu2S)煉銅的方煉銅的方法之一是：法之一是：將一定量的礦石高溫通空氣焙將一定量的礦石高溫通空氣焙燒，生成兩種氧化物。燒，生成兩種氧化物。將焙燒過的礦石加將焙燒過的礦石加上比原礦石的質(zhì)量少一半的未經(jīng)焙燒過的礦上比原礦石的質(zhì)量少一半的未經(jīng)焙燒過的礦石，混合后隔絕空氣再進行高溫煅燒，結(jié)果石，混合后隔絕空氣再進行高溫煅燒，結(jié)果得到金屬銅和一種具有刺激性氣味的氣體。得到金屬銅和一種具有刺激性氣味的氣體。寫出這兩個反應(yīng)的化學(xué)方程式。寫出這兩個反應(yīng)的