高中化学学习材料
金戈铁骑整理制作
从自然界获取铁和铜
教学目标：1.了解自然界中铁和铜的存在形式及常见的冶炼方法。
2.掌握高炉炼铁和湿法炼铜的化学原理。
3.体会铁、铜的冶炼对人类文明的重要影响。
教学准备：几种常见的铁矿和铜矿的样品。
教学过程：
阅读讨论：课本69页图3-9铁和铜的应用实例，体会铁和铜在人们日常生活及国民经济
发展中的重要作用。
[提问] 为什么地球上只存在少量单质铜，而铁单质只存在于陨石中？
[结论] 铁、铜在地球上主要以化合态的矿物形式存在，铁比铜活泼。
展示样品：几种常见的铁矿和铜矿
板书：铁矿：磁铁矿 赤铁矿 铜矿：黄铜矿 孔雀石
交流与讨论：通过以上的学习我们知道铁和铜在自然界中主要是以化合态存在的，而它们
与我们的生活及国民经济的发展又起着如此重要的作用，那么我们如何将铁和铜从化合态转化为游离态呢？请同学们回忆已学过的知识，完成下面的表格填写。
生成铁的化学方程式 生成铜的化学方程式
介绍：我国湿法炼铜的古代化学史。
问题讨论：请同学们从氧化还原反应的角度分析一下以上的几个反应。
它们的相同之处
是 。
教师设问：那么工业上如何冶炼铁和铜的呢？
学生阅读：课本70页相关内容完成71页的交流与讨论。
板书：1．工业炼铁
(1)反应原理：在高温下，用还原剂（主要是 ）把铁从铁矿石里还原出来。
(2)原料： 、 、 和 。
(3)设备：炼铁高炉
(4)生产过程： ①还原剂的生成 C+O 2 ===== CO 2 CO 2+C =====2CO
点燃 高温
高温
②铁矿石还原成铁Fe2O3+3CO ===== 2Fe+3CO2↑
③除脉石、炉渣的形成 CaCO3 ===== CaO+CO2↑ SiO2+CaO ===== CaSiO3 （石灰石的作用）学生阅读：了解工业炼铜的方法。
学生阅读：资料卡“生物炼铜”。
问题探究：请同学们回忆一下前面我们已学过的钠、镁、铝的提取方法并且与刚学习的铁铜的冶炼方法进行比较，它们的相同之处是；不相同之处是。
归纳：金属冶炼的一般方法。
课堂小结：1、铁的合金及其冶炼
铁的合金成分
生铁钢
碳的含量为2%~____,还含有少量的S．、P．、
S．i．、M．n．等。
碳的含量为____~2%,且Si、
Mn、S、P含量很低。
生铁的冶炼原料铁矿石、____ __、_____ _、空气
原理
设备_____ _____高炉
化学
反应
⑴还原剂生成：__________________________________________
⑵铁的还原：__________________________________________
⑶炉渣形成：__________________________________________
2、铜的冶炼：(1) 高温冶炼黄铜矿(CuFeS2)，得粗铜（99.5%～99.7%）；电解精炼，得纯
度较高的铜（99.95%～99.98%）。
（2）生物炼铜。
[课堂练习] 铁是自然界分布最广的金属元素之一，在地壳中的质量约占5%左右。
铁矿石的种类很多，重要的有磁铁矿石（主要成分是Fe3O4）、赤铁矿石（主要成分是Fe2O3）等。
（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）写出碳酸钙参与反应的化学方程式：。
[课外作业]
1．国际互联网上报道：“目前世界上有近20亿人患有缺铁性贫血。
”这里的铁是指（）A．铁元素 B．铁单质 C．四氧化三铁 D．氢氧化铁
2．下列各组金属最适宜用氢气或CO把它们从化合物中还原出来的是（）
A ．Ca、Mg B． Al、Fe C．Fe、Cu D．Hg、Ag
3．在高温下可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
4．下列反应能通过置换反应生成铁的是（）
①Zn+FeCl2(溶液)②Na+FeSO4(溶液)③Fe2O3+CO(高温)④Fe3O4+H2(加热)⑤Al+Fe2O3(引燃)
A．①③④⑤ B．①②③ C．①④⑤ D．①②③④⑤
5．由FeO 、Fe2O3 、Fe3O4组成的混合物，测得其中铁元素与氧元素的质量比为21：8，则这种混合物中FeO 、Fe2O3 、Fe3O4的物质的量之比可能为（）
高温高温
A．1：2：1 B．1：2：3 C．1：1：1 D．1：1：3
6．将8克铁片放入100毫升硫酸铜溶液中，当溶液中的Cu2+全部被还原时，“铁片”的质量变为8．2克,则原硫酸铜溶液的物质的量浓度为( )
A．0．5mol·L-1 B．0．25 mol·L-1 C．0．025 mol·L-1 D．0．125 mol·L-1
*7．将生铁粉末加入过量的稀盐酸中，完全反应后：（）
A．容器中存在不溶物 B．产生无色无味气体
C．容器中不存在不溶物 D．产生无色有味气体
*8．某转炉钢样分析结果如下：C—2.25%、Si—1.53%、P—0.95%。
对此钢样判断正确的是（）
①属于优质钢：a．吹炼时间恰当；b．脱氧剂使用合理。
②属不合格钢：c．吹炼时间不够；d．加焦炭过多；e．生石灰用量不够。
A．①a B．①b C．②c e D．②d
9．（1）铁与铜的混合物中不断加入AgNO3溶液，振荡反应，若实验证明先反应的是铁，根据这一事实，能得出的结论是。
（2）在Cu2+与Ag+的混合溶液中，加入少量Fe，发生的是反应。
发生反应的离子方程式为，由此得出结论的是。
10．欲除去铜粉中混有的少量铁粉，可以直接用将铁从混合物中吸出，除去铁与铜合金中的铁则必须先加入过量的充分反应后，再通过方法，即可得到较纯净的铜。
11．如果血液中缺乏亚铁离子，就会造成缺铁性贫血。
市场出售的某种麦片中含有微量的颗粒细小的还原铁粉。
这些铁粉在人胃液中可转化为人体所需的亚铁离子。
这个转化的方程式是。
12．将含有镁铜的铝合金，加入到足量的盐酸中，反应完毕后过滤，在滤液中加入过量的氢氧化钠溶液后，溶液中含有的离子是。
如果将合金加入到氢氧化钠溶液中，反应完毕后过滤，在滤液中加入过量盐酸，溶液中含有的离子是，写出合金加入到氢氧化钠溶液中发生反应的离子方程。
13．请尝试用化学方程式表示下列变化：孔雀石[Cu2(OH)2CO3]经多步反应变成Cu。
14．有一铝和铁的混合物Ag，将其分成等质量的两份，一份中加入足量的盐酸充分反应，共收集到22．4L气体,另一份中加入足量的氢氧化钠溶液充分反应，共收集到16．8L气体，气体体积均为标准状况时的体积，求混合物的质量A。