从自然界中获取铁和铜1.ppt

铁、铜的获取及应用 ——从自然界中获取铁和铜 * 铁和铜的应用实例 我国纪念1996年钢铁产量超亿吨而发行的邮票 铁器时代 青铜时代 多元材料时代 石器时代 中国商代晚期的青铜器其合金成分为：铜84.77％，锡11.44％?，铅2.76％，其他0.9％。?是前已发现的中国古代形体最大和最重的青铜器，在世界上也是仅见的，反映出商代青铜冶铸业具有极高水平。 司母戊鼎 汉代铜镜 汉代铜奔马 铜钱 圆 明 园 十 二 生 肖 铜 首 铁弯锄 铁镢头 铁灯 铁熨斗 中国历史博物馆收藏的宋辽时期铁器 铜柄铁剑 1957年甘肃省灵台县景家庄出土 此剑柄用青铜铸成, 剑叶铁质。这是中国迄今发掘出土的最早的人工冶铁制品之一,证明至迟在春秋早期,中国已经掌握了冶炼生铁的先进技术。 1972年在河北台西村商代(公元前14世纪)遗址中出土了一件铁刃铜钺。经鉴定，残刃中没有人工冶铁的特征；镍的分布表明,该刃为陨铁制成，不可能用人工冶铁获得。 铁刃铜钺 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。 铁、铜的存在 人类最早发现的铁是从天空落下来的陨石，陨石中含铁的百分比很高，是铁和镍、钴等金属的混合物。 陈放在博物馆里面的陨石 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。 常见的铁矿石 磁铁矿(Fe3O4) 赤铁矿(Fe2O3) 褐铁矿(Fe2O3·nH2O ) 黄铁矿(FeS2 ) 天然的纯铜，在大自然中不多。到目前为止，发现最重的一块纯铜为420吨。 冶炼厂出来的铜块 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 ] 1、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。 2、你知道如何将铁、铜从化合态转化为游离态吗？ 交流与讨论 化合态 陨铁 如何把铁铜从化合态转化为游离态 生成铜的化学方程式 生成铁的化学方程式 2Al+Fe2O3 == Al2O3+2Fe 高温 3H2+Fe2O3 == 2Fe+3H2O 3CO+Fe2O3 == 2Fe+3CO2 Fe+CuCl2 == Cu+FeCl2 CO+CuO == Cu+CO2 H2+CuO == Cu+H2O 高温 3C+2Fe2O3 == 4Fe+3CO2 C+2CuO == 2Cu+CO2 C+2CuO == 2Cu+CO2 二.铁的冶炼 铁的冶炼—现代工业炼铁 阅读课本P72，用化学方程式回答下列问题: 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? C + O2 === CO2 C + CO2 === 2CO 点燃 高温 Fe2O3 + 3CO === 2Fe + 3CO2 高温 CaCO3 === CaO + CO2↑ SiO2 + CaO === CaSiO3(炉渣) 高温 高温 现代工业炼铁 1、原料： 铁矿石、焦炭、空气、石灰石等。 2、设备： 炼铁高炉 3、原理： C + O2 === CO2(放出大量的热) C + CO2 === 2CO（得到还原剂） Fe2O3 + 3CO === 2Fe + 3CO2 点燃 高温 高温 4、造渣： CaCO3 === CaO + CO2↑ SiO2 + CaO === CaSiO3(炉渣的主要成分) 高温 高温 6、产品： 生铁（含碳2%--4.5%） 5、高炉煤气成分： N2 CO CO2等 高炉结构图 C +O2=CO2 CO2+C=2CO 3CO+Fe2O3 =2Fe+3CO2 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？ 生铁与钢比较 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