江苏省阜宁中学高一化学教学案（25）
专题三从矿物到基础材料
第二单元鉄、铜的获取及应用
从自然界获取铁、铜
编写：陶春审核：戴书锦
班级学号姓名
【学习目标】1、了解自然界铁、铜的存在形式及常见的冶炼方法。
2、掌握高炉炼铁、湿法炼铜的化学原理。
【课前预习】
1．铁、铜的存在：
铁、铜在自然界中主要以的形式存在。
常见的有磁铁矿、赤铁矿，常见的铜铁矿有黄铜矿（CuFeS2）、孔雀石等。
2．铁的冶炼：
工业上铁的冶炼是在中进行的。
原料有、、
和等。
在冶炼过程中，铁元素被还原，还原剂是，产生还原剂的化学方程式、。
由于矿石中有杂质需除去，所加造渣剂为，反应方程式为。
用这种方法炼出的铁是含碳2%～4.5%的，将生铁进一步冶炼，就可以得到用途广泛的钢。
3．铜的冶炼：
工业上用得到铜。
次冶炼得到的铜，其含量达到99.5%～99.7%。
通过法精炼铜，同等含量可以达到99.95%～99.98%。
一﹒铁的冶炼
1、冶炼方法：热还原法（在高温下，用还原剂将铁从铁矿石中还原出来）
2、主要用到的原料有：铁矿石、焦碳、空气、石灰石等
3、反应设备：炼铁高炉
4、还原剂（CO）的生成： C+O2CO2（供热） CO2＋C 2CO
5、反应原理： Fe2O3+3CO 2Fe+3CO2 得到生铁
生铁的含碳量在2%～4.5%，一般应用在生产需要进一步降低含碳量，提高它的韧性，使得含碳量在2%以下，
除脉石，炉渣的生成：CaCO3 CaO+CO2↑ SiO2+CaO CaSiO3（液态）
冶炼铁时加生石灰的作用是作助熔剂，用来除去脉石中SiO2，SiO2熔点很高，在冶炼铁条件下，不能熔化，但石灰石在高温下分解出的CaO，能跟脉石中SiO2起反应而生成熔
点较低的CaSiO3，且密度比铁水的小，所以浮在铁水的上面，从而分离得到铁水。
二、铜的冶炼
工业上主要用高温冶炼黄铜矿的方法获取铜。
但是含有较多的其它金属单质，所获得的粗铜还要经过电解精炼
①电解法：可直接电解氯化铜溶液获得，电解炼铜的铜可达99.95%～99.98%
CuCl2Cu+Cl2↑
②湿法炼铜：活泼的金属从铜的化合物中置换出铜
CuSO 4+Fe Cu +FeSO4
③生物炼铜：利用细菌将矿石分化得到铜
④粗铜的精炼：（简单介绍如图）
拓展知识面：不锈钢
为了防锈又在合金中加入铬和镍，这种钢称为不锈钢。
不锈钢通常是指含铬量在12—30%的合金钢。
不锈钢外观呈微灰色或银白色。
结构紧密，不易氧化生成氧化铁，故有不锈之称。
不锈钢是能抵抗酸、碱、盐等腐蚀作用的合金钢的总称。
铁合金生铁钢
含碳量2%--4.5% 0.03%--2%
其它杂质Si、Mn、S、P(多) Si、Mn、S、P(少)
机械性能质硬而脆,无韧性坚硬、韧性大、塑性好
机械加工可铸不可锻可铸、可锻、可压延
【课堂练习】
1．炼铁是利用反应，在高温下用剂把铁从中出来；炼钢是利用反应，在高温下用将除去．
2．一般地说，含碳量在的铁的合金叫做生铁；含碳量在的铁的合金叫做钢．3．Fe是地壳中含量很丰富的元素，也是生物体所必需的元素。
自然界中铁矿石主要有赤铁矿(Fe2O3)和磁铁矿。
金属铁是在高炉中冶炼的，高炉炼铁除了加入铁矿石外，还需加入焦炭和石灰石，石灰石能除去铁矿中的二氧化硅。
请填空：
(1)写出赤铁矿被还原成铁的化学方程式：
(2)写出焦炭在高炉中所参与反应的两个化学方程式：
(3)写出CaCO3参与反应的化学方程式:
4．怎样用化学方法除去下列物质中混有的少量杂质，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）FeCl2溶液中混有FeCl3
（4）FeCl2溶液中混有CuCl2
（5）FeCl3溶液中混有FeCl2
【课后练习】
1．用生铁冶炼钢的主要目的是（）A．用还原剂把氧化亚铁还原成铁
B．适当降低生铁里含碳量，调整钢合金元素含量，除去大部分硫磷等有害杂质．C．加入各种合金元素，改善生铁的性能
D．把生铁提纯，除去生铁中的各种杂质
2．下列物质中不能直接作为炼铁矿石的是（）A．磁铁矿 B．赤铁矿 C．黄铁矿 D．菱铁矿
3．用足量的CO还原32.0g某种氧化物，将生成的气体通入足量的澄清石灰水，得到60g 沉淀，则该氧化屋是（）A．FeO B．Fe2O3 C．CuO D．Cu2O
4．高炉炼铁时，加入石灰石的作用是（）A．作还原剂 B．作熔剂 C．去SiO2 D．降低铁的熔点
5．下列可被工业上采用的冶金方法是（）A．电解熔融的三氯化铝制铝
B．焦碳还原磁铁矿
C．利用生物将CuS转化成CuSO4，再还原炼铜
D．电解熔融的三氧化二铝炼铝
6．下列矿石的主要成分与化学式不符的是（）A．赤铁矿（Fe2O3） B．磁铁矿（Fe3O4）
C．黄铜矿（主要成分为CuZnS2） D．孔雀石﹝Cu(OH)2·CuCO3﹞
7．均能使Fe2O3还原成Fe的一组物质是（）A．CO、H2、C B．CO、O2、He
C．CO2、 H2O、O2 D．CO2、He、C
8．一种无色气体A与红热的炭反应，得到另一种无色气体B；B在高温下与氧化铁反应，又得到A。
则A、B分别为（） A．CO2、O2 B．CO、O2 C．CO2、CO D．CO 、CO2
9．把a g铁铝合金粉末溶于足量盐酸中，加入过量NaOH溶液。
过滤出沉淀，经洗涤、干燥、灼烧，得到红棕色粉末的质量仍为a g，则原合金中铁的质量分数为（）
A. 52.4%
B. 70%
C.47.6%
D.30%
【错题整理】
【问题反思】。