从自然界中获取铁铜----上课.ppt

专题3 第二单元 铁、铜的获取及应用 自我学习：阅读课本71-73思考下列问题 1、铁元素、铜元素在自然界中的存在? 2、如何把铁铜从化合态转化为游离态? 3、工业上是如何制取铁、铜单质的 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. 一. 铁、铜在自然界中的存在： 地球上只存在少量单质铜，而铁单质只存在于陨石中。 主要以化合态形式存在于自然界。 请思考 铁、铜在自然界中以什么形式存在？（游离态还是化合态） 陨铁 天然铜 陈列于新疆地质矿产博物馆重达30吨、世界排行第三 按重量 的大陨铁。经测定，该陨铁长2.58米，宽1.89米，高1.76米，体积3.5立方米，呈现不规则三角形。 常见的铁矿石 磁铁矿 Fe3O4 赤铁矿 Fe2O3 褐铁矿 Fe2O3·nH2O 黄铁矿 FeS2 陨铁 常见的铜矿石 毛赤铜矿 Cu2O 黄铜矿（CuFeS2） 孔雀石[Cu2 OH 2CO3 ] 蓝铜矿[Cu3 CO3 2 OH 2 ] 如何将铁、铜从化合态转化为游离态？ 讨论 Fe2O3 Fe Fe3O4 回顾与制备铝的区别 生成铁的化学方程式 生成铜的化学方程式 Fe +CuSO4══Cu +FeSO4 H2 +CuO ══Cu + H2O Δ C+2CuO ══ 2Cu + CO2 Δ CO+CuO ══ Cu +CO2 Δ Zn+FeSO4══Fe +ZnSO4 2Al +Fe2O3 ══ 2Fe +Al2O3 高温 3CO+Fe2O3 ══ 2Fe+3CO2 Δ 3H2+Fe2O3══ 2Fe +3H2O Δ 常见还原剂：C Al H2 CO 原理： 原料： 实验室如何制取少量的铁粉 装置与仪器： 操作步骤与注意事项： 3H2+Fe2O3 2Fe+3H2O 或:3CO+Fe2O3 2Fe+3CO2 3H2（或CO）、氧化铁 炉里边堆上木炭，上面放上铁矿石，炼出的铁水顺炉内通道 汇聚于炉底，再从一小口流出，便可以作为生铁使用了。 铁的冶炼—古代炼铁 古代炼铁 从铁矿石中获取铁 现代炼铁 设备已先进许多，生产已形成规模化， 冶铁的水平已大幅度提高，所冶炼出 来的铁的纯度已提高，生产工艺也得 到了改进，对空气的污染也已减少。 思考？工业制备铁所选择还原剂 二.铁的冶炼 铁的冶炼—现代工业炼铁 炼铁高炉 思考下列问题: ⑴ CO是怎样形成的 ⑵ 铁矿石是如何被还原的 ⑶ 石灰石的作用是什么? 炼铁：铁矿石（化合态）→ 铁单质（游离态） 铁矿石，焦炭，石灰石，空气 3CO+ Fe2O3 2Fe+3CO2 高温 铁的冶炼—现代工业炼铁 1.基本反应原理： 2.原料： C+O2 CO2 ；CO2+C 2CO （空气，焦炭） Fe2O3+3CO 2Fe+3CO2 （铁矿石） 铁的冶炼—现代工业炼铁 高温 高温 高温 3.炼铁的主要反应过程： ①产生还原剂： ②还原铁矿石： ③造渣（除脉石）： Fe2O3+3CO 2Fe+3CO2 （铁矿石） 高温 4.设备： 鞍钢2000立方米高炉外景图 炼铁高炉（二进口、三出口） 问题1：原料中焦炭和石灰石的作用是什么？ 焦炭的作用是作燃料提供大量的热和形成炼铁的还原剂。 石灰石的作用是做熔剂，降低SiO2的熔点，用来除去难熔化的脉石 问题2：高炉煤气能否直接排放？怎么处理？ 高炉煤气不可直接排放。必须净化处理并加以综合利用。 问题3：炼铁中得到的铁是纯铁吗？ 5.炼铁产品： 生铁 进一步炼制 钢 机械性能 机械加工 其它杂质 含碳量 钢 生铁 铁合金 2%--4.5% 0.03%--2% Si、Mn、S、P 少 Si、Mn、S、P 多 质硬而脆,无韧性 硬而韧、塑性好、 有弹性 可铸不可锻 可铸、可锻、可压延 下图为我国纪念1996年钢铁产量超亿吨而发行的邮票 铁的冶炼—现代工业炼铁 1.湿法冶铜：Fe+CuSO4 FeSO4+Cu 3.生物炼铜： （99.5%~99.7%） （99.95%~99.98%） 2.高温冶炼黄铜矿： 黄铜矿 CuFeS2 粗铜 精铜 电解 三、铜的冶炼： 铜的冶炼 还原剂 交流与练习 写出已经学过的，在产物中含有金属单质（如Na、Mg、Al、Hg等 ）的化学方程式 MgCl2 Mg+Cl2 ↑ 2Al2O3 4Al+3O2 ↑ 2HgO 2Hg+O2 ↑ CaCl2 Ca+Cl2 ↑ 2NaCl 2Na+Cl2↑ TiCl4 +4Na Ti+4NaCl 等 2AgI 2Ag+I2 四、金属冶炼的一般方法 归纳与总结 1、热分解法：2HgO 2Hg+O2↑ 、 2Ag2O 4Ag+O2↑ 2、热还原法：（使用H2 、C