从自然界获取铁和铜

第一课时 从自然界获取铁和铜

一、学习目标

（1）了解自然界中铁、铜的存在形式，掌握高炉炼铁的化学原理，简单了解湿法炼铜的过程。

（2）通过介绍我国悠久的铜、铁冶炼史，对学生进行爱国主义教育，体会铁、铜的冶炼对人类文明的重要影响。

（3）通过介绍铁和铜的使用情况，使学生认识到化学与生活的紧密联系，培养学生的社会责任感。

二、学习重点与难点

重点：工业炼铁的原料、原理、设备、工艺流程与产物

三、学习过程

【你知道吗】

除金等少量的金属在自然界存在单质外，大多数金属以化合物的形式存在于大自然。铁和铜主要以矿物的形式广泛存在于地壳中。铁矿主要有_______________________________________，铜矿主要有________________________________________。铁元素在地壳中的含量为4.65%，我国有丰富的铁矿资源，但品位不高。

【活动探究】

在矿物中，金属元素的化合价呈正化合价，所谓金属的冶炼就是把金属从它们的化合物中____________(填“氧化”或“还原”出来) 。

完成课本P.72“交流与讨论”。

【知识介绍】

金属的冶炼

1．从矿石中提炼金属的一般步骤：

①选矿（矿石的富集、除杂质，提高有用成分含量）；②冶炼；③精炼提纯。

2．冶炼金属常用方法

(1)加热法——加热金属的氧化物和硫化物，使其分解出金属，例如Ag 2O

＋O 2，适用于冶炼稳定金属。

(2)还原剂法——用还原剂把金属从化合物种还原出来。常见的还原剂有H 2、CO 、C 、Al 等。例如：Fe 2O 3＋CO ——_________________________________________，

WO 3＋H 2——___________________________________________，

Cr 2O 3＋2Al ——__________________________________________。

(3)电解法——用电流使金属还原，适用于冶炼活动金属。

K Ca Na Mg Al Mn Zn Cr Fe Ni Sn Pb H Cu Hg Ag Pt Au

(4)

(5)

3．铁、铜的工业生产

Ⅰ高炉炼铁

①原理：在高温下，用___________________把铁从铁矿石中还原出来。

②原料：_____________________________________________________________。

专题3第二单元（1 ） △

③设备：___________________。

④主要反应：

A ．还原剂的生成_______________________________________________________________。

B ．铁矿石的还原_______________________________________________________________。

C ．炉渣的形成_________________________________________________________________。 ⑤产品：含碳2％～4.5％的________________。

【交流与讨论】

解决课本P.73“交流与讨论”

Ⅱ。铜的冶炼

①工业炼铜

高温 （ ） 黄铜矿（___________） 粗铜 精铜

②生物炼铜：阅读课本P73“资料卡片”

A ．原理：CuS CuSO 4 Cu

B ．特点：______________________________________________________________________。

【反馈练习】

１．在化学反应：Fe 3O 4＋3H 2 3Fe ＋4H 2O 中，Fe 3O 4作 ( )

A . 还原剂 B . 氧化剂 C . 催化剂 D . 溶剂

2．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

3．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）铁粉中混有铝粉:

、

（3）FeCl 2溶液中混有CuCl 2

、

【课外练习】：

一、选择题：

1．在一定条件下能将铁氧化成＋3价化合物的是

A ．CuSO 4

石灰石作为一种原料的

A ．只有① B ．只有①②③ C ．只有②③ C ．脱氧 D ．全部 D ．除SiO 2 3．高炉炼铁中，石灰石的作用是 A ．催化剂 B ．除S 、P

吸收，得到沉淀4 g，则这种氧化物为

A ．Fe 3O 4 B ．Fe 2O 3 C ．FeO D ．以上均不符合

5．下列金属在潮湿的空气中最容易生锈的是

专题3第二单元（1 ） B ．S C ．Cl 2 D ．H 2SO 4 2．下列四种工业生产：①用海水为原料制镁；②冶炼生铁；③制漂白粉；④从海带中提取碘。要用4．准确称取某铁的氧化物2.88 g，用定量的CO 进行还原，将生成的CO 2全部用足量的澄清石灰水

A ．纯锌 B ．生铁 A ．在铁制品的表面涂上油 C ．保护铁制品的表面洁净干燥 A ．CO 、H 2、C

A 、B 分别为 B ．CO 、O 2、He C ．金 D ．铝 6．为了防止铁受腐蚀，下列采取的措施错误的是 B ．在铁制品表面镀上金属锌 D ．把铁制品浸在水中使它与空气隔绝 C ．CO 2、H 2O 、O 2 D ．CO 2、He 、C 7．均能使Fe 2O 3还原成Fe 的一组物质是 8．一种无色气体与红热的碳反应，得到另一种无色气体B ，B 在高温下与氧化铁反应，又得A 。则

A ．CO 2、O 2 B ．CO 、O 2 C ．CO 2、CO D ． CO 、CO 2

9．为了确定几种物质化学性质活泼性强弱，某同学做了如下实验：有A 、B 、C 、D 四种金属，A 、

B 与酸反应放出氢气，C 、D 不能；A 与B 接触放在潮湿空气中，B 被腐蚀；将C 浸入D 的盐溶液，C 表面有D 析出。则四种金属的化学性质由强到弱的顺序是

A ．A 、B 、C 、D B ．B 、A 、C 、D C ．B 、A 、D 、C D ．C 、D 、B 、A

二、填空、计算

10．某课外活动小组为探究钢铁制品生锈的条件进行了研究性学习。他们准备了以下实验用品：刚

洗净的四支试管、三枚铁钉、植物油、久置的蒸馏水、镊子、滤纸。还须用到的实验用品为：___________________________________。做实验时，发现铁钉上有锈，为了迅速除去铁锈，他们进行了以下实验操作：①取一支试管，将生锈的铁钉放入试管；②向试管中倒入2mol/L稀盐酸；③用试管夹夹住试管，在酒精灯上加热；④当铁钉上的铁锈消失并变得光亮时，将试管内的废液倒入废液缸内；⑤用镊子夹住铁钉，并用蒸馏水冲洗干净，在酒精灯上烘干。

（2）上述实验用品中，有哪些不符合实验的要求？应该如何处理？ （1）你认为⑤中存在的问题是什么？应该怎么做？

答案：胶塞、试管夹、酒精灯、火柴

（1）除锈后用水冲洗过的铁钉，不能在酒精灯上烘干。应该用滤纸吸干

（2）久置的蒸馏水中溶有氧气，应该煮沸后使用

实验需一支干燥的试管，刚洗净的试管应该用酒精灯烘干

11．实验室中，拟用Fe 、CuO 、H 2SO 4三种物质为原料制取金属铜。试给出两种不同的方法，写出

相应反应方程式。

专题3第二单元（1 ）