从自然界中获取铁铜分析.ppt

从自然界获取铁和铜 学习目标： 1.了解自然界中铁、铜的存在形式和常见的冶炼方法。 2.掌握高炉炼铁、湿法炼铜的 原理。 司母戊鼎 青铜钺 铜陵墓:铜马车 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 请思考 铁、铜在自然界中以什么形态存在？ 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 ) 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 ] 交流与讨论（课本P72） 如何将铁、铜从化合态转化为游离态？ 生成铁的化学方程式 生成铜的化学方程式 2Al+Fe2O3 Al2O3+2Fe 高温 3H2+Fe2O3 2Fe+3H2O △ 3CO+Fe2O3 2Fe+3CO2 △ CO+CuO Cu+CO2 △ H2+CuO Cu+H2O △ Fe+CuCl2 Cu+FeCl2 总结： 要想将铁铜从化合物转化为单质，应加入还原剂，使其从化合物中被还原成单质。 炉里边堆上柴火，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,设备是极其简单的土窑，原料为铁矿石和木炭。 铁的冶炼—现代工业炼铁 炼铁高炉 思考下列问题: (3)CO是怎样形成的? (4)石灰石的作用是什么? (5)高炉炼铁中排出的气体是什么？ (6)从高炉里炼出的铁中含有哪些杂质？ (1)工业炼铁使用的原料有哪些?使用的设备是什么？ (2)工业炼铁的原理是什么? 炼铁：铁矿石（化合态）→ 铁单质（游离态） 铁矿石，焦炭，空气,石灰石 利用氧化还原反应，在高温下，用还原剂（主要是CO)从铁矿石中还原出铁。 3CO+ Fe2O3 2Fe+3CO2 高温 二、铁的冶炼—现代工业炼铁 3.基本反应原理： 2.设备： 1.原料： 炼铁高炉 铁的冶炼—现代工业炼铁 ②还原铁矿石：Fe2O3+3CO 2Fe+3CO2 高温 ③造渣（除脉石）：CaCO3 CO2+CaO CaO+SiO2 CaSiO3 （石灰石作为熔剂，除去脉石） 高温 高温 ①产生还原剂：C+O2 CO2 ；CO2+C 2CO 高温 高温 4.炼铁的主要反应过程： 6.炼铁产品： 5.高炉煤气的成分： CO、CO2、N2等 生铁（生铁和钢的比较） 将生铁进一步炼制，可以得到用途更为广泛的钢（含碳量在0.03%—2% ） 铁的合金 生铁 钢 C% 2%－4.5% 0.03%－2% 其它 杂质 Si、Mn、S、P（较多） Si、Mn、S、P（较少） 机械性能 生铁坚硬、耐磨、铸造性好但生铁脆，不能锻压, 可铸不煅 坚硬、韧性大，可塑性好,可铸可煅 用途 炼钢生铁用做炼钢的原料 ； 铸造生铁用于制造各种铸件，如机床、床座、铁管等； 球墨铸铁性能较好，制造齿轮、活塞等高级铸件。 钢有不同型号，应用不同如钢丝网、铆钉、锅炉等。 铁的冶炼—现代工业炼铁 生铁和钢的比较 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.湿法炼铜： 3.生物炼铜：P73 （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： Fe+CuSO4==Cu+FeSO4 金属的冶炼 自然界中的金属大都以化合态存在 用化学的方法把化合态的金属变成游离态 要考虑的问题 概括与整合 矿物的富集与净化 合适的冶炼方法 K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb（H）Cu Hg Ag 电解法 热还原法 热分解法 谢谢大家 再见！ 鞍钢2000立方米高炉外景图 返回 高炉结构图 C +O2=CO2 CO2+C=2CO 3CO+Fe2O3 =2Fe+3CO2 返回 我国西汉时的炼丹家刘安所著《淮南万毕术》中记载“曾青得铁，则化为铜。” 意思是说铜盐遇到铁时，就有铜生成。实质就