从自然界获取铁、铜教学案

从自然界获取铁、铜教学案

‎ ‎ 专题三 第二单元 鉄、铜的获取及应用 ‎ 3.2.1 从自然界获取铁、铜 教学案 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+O2 CO2（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 ‎ CuSO4+FeCu +FeSO4‎ 3‎ ‎ ‎ ‎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。‎ ‎【生铁与钢小结】‎ 生铁与钢 ‎ ‎ 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 ‎ ‎ ‎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】‎ 3‎