从自然界中获取铁铜.ppt

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1、从自然界中获取铁和铜从自然界中获取铁和铜猎户座流星雨景象猎户座流星雨景象 狮子座流星划过天空狮子座流星划过天空 陈列于新疆陈列于新疆地质矿产博物馆重地质矿产博物馆重达达30吨、世界排行吨、世界排行第三第三(按重量按重量)的大的大陨铁。陨铁。经测定，该经测定，该陨铁长陨铁长2.58米，米，宽宽1.89米，高米，高1.76米，体积米，体积3.5立方米，呈现不规立方米，呈现不规则三角形。则三角形。常见的铁矿石常见的铁矿石磁铁矿磁铁矿(Fe3O4)赤铁矿赤铁矿(Fe2O3)褐铁矿褐铁矿(Fe2O3nH2O)黄铁矿黄铁矿(FeS2)陨铁陨铁常见的铜矿石常见的铜矿石毛赤铜矿毛赤铜矿(Cu2O)黄铜矿（黄铜

2、矿（CuFeS2）孔雀石孔雀石Cu2(OH)2CO3 蓝铜矿蓝铜矿Cu3(CO3)2(OH)2 一一.铁、铜在自然界中的存在：铁、铜在自然界中的存在：地球上只存在少量单质铜，地球上只存在少量单质铜，而铁单质只存在于陨石中。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。主要以化合态形式存在于自然界。请思考请思考 铁、铜在自然界中以什么铁、铜在自然界中以什么形式存在？（游离态还是化合形式存在？（游离态还是化合态）态）你在日常生活中见到过哪些金属制品？这些金属制品中，哪些含有铁和铜？交流与讨论交流与讨论生成铁的化学方程式生成铁的化学方程式生成铜的化学方程式生成铜的化学方程式Fe+CuSO4=

3、Cu+FeSO4H2+CuO=Cu+H2O C+2CuO=2Cu+CO2 CO+CuO=Cu+CO2Zn+FeSO4=Fe+ZnSO42Al+Fe2O3=2Fe+Al2O3高温3CO+Fe2O3=2Fe+3CO2 3H2+Fe2O3=2Fe+3H2O如何将铁、铜从化合态转化为游离态？如何将铁、铜从化合态转化为游离态？交流与讨论交流与讨论原理：原理：原料：原料：实验室如何制取少量的铁粉实验室如何制取少量的铁粉装置与仪器：装置与仪器：操作步骤与注意事项操作步骤与注意事项：3H2+Fe2O3 2Fe+3H2O 或或:3CO+Fe2O3 2Fe+3CO2 3H2（或（或CO）、氧化铁）、氧化铁 炉里边

4、堆上木炭，上面放上铁矿石，炼出的铁水顺炉内通道炉里边堆上木炭，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。汇聚于炉底，再从一小口流出，便可以作为生铁使用了。铁的冶炼铁的冶炼古代炼铁古代炼铁古代炼铁古代炼铁从铁矿石中获取铁从铁矿石中获取铁现代炼铁现代炼铁设备已先进许多，生产已形成规模化，设备已先进许多，生产已形成规模化，冶铁的水平已大幅度提高，所冶炼出冶铁的水平已大幅度提高，所冶炼出来的铁的纯度已提高，生产工艺也得来的铁的纯度已提高，生产工艺也得到了改进，对空气的污染也已减少。到了改进，对空气的污染也已减少。二二.铁的冶炼铁的冶炼铁的冶炼铁的冶炼现代工业

5、炼铁现代工业炼铁炼炼铁铁高高炉炉 思考下列问题思考下列问题:CO是怎样形成的是怎样形成的?铁矿石是如何被还原的铁矿石是如何被还原的?石灰石的作用是什么石灰石的作用是什么?炼铁：铁矿石（化合态）炼铁：铁矿石（化合态）铁单质（游离态）铁单质（游离态）铁矿石，焦炭，石灰石，空气铁矿石，焦炭，石灰石，空气利用氧化还原反应，在高温下，用还原剂利用氧化还原反应，在高温下，用还原剂（主要是（主要是CO)从铁矿石中还原出铁。从铁矿石中还原出铁。3CO+Fe3CO+Fe2 2O O3 3 2Fe+3CO2Fe+3CO2 2高温高温铁的冶炼铁的冶炼现代工业炼铁现代工业炼铁2.2.基本反应原理：基本反应原理：3.设

6、备：高炉设备：高炉1.1.原料：原料：鞍钢鞍钢鞍钢鞍钢2000200020002000立方米高炉外景图立方米高炉外景图立方米高炉外景图立方米高炉外景图产生还原剂：产生还原剂：C+O2 CO2；CO2+C 2CO （空气，焦炭）（空气，焦炭）还原铁矿石：还原铁矿石：Fe2O3+3CO 2Fe+3CO2 （铁矿石）（铁矿石）造渣（除脉石）：造渣（除脉石）：CaCO3 CO2+CaO CaO+SiO2 CaSiO3 （熔剂：石灰石）（熔剂：石灰石）铁的冶炼铁的冶炼现代工业炼铁现代工业炼铁高温高温高温高温高温高温高温高温高温高温4.炼铁的主要反应过程：炼铁的主要反应过程：5.炼铁产品：炼铁产品：生铁（

7、生铁和钢的比较）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%）铁的合金铁的合金 生铁生铁 钢钢 C%2%4.5%0.03%2%其它其它杂质杂质Si、Mn、S、P（较多）（较多）Si、Mn、S、P（较少）（较少）机械性能机械性能生铁坚硬、耐磨、铸造性好但生铁坚硬、耐磨、铸造性好但生铁脆，不能锻压生铁脆，不能锻压,可铸不煅可铸不煅坚硬、韧性大，可塑性好坚硬、韧性大，可塑性好,可铸可铸可煅可煅用途用途 炼钢生铁炼钢生铁用做炼钢的原料用做炼钢的原料；铸造生铁铸造生铁用于制造各种铸件，用于制造各种铸件，如机床

8、、床座、铁管等；如机床、床座、铁管等；球墨铸铁球墨铸铁性能较好，制造齿轮、性能较好，制造齿轮、活塞等高级铸件。活塞等高级铸件。钢有不同型号，应用不同如钢丝钢有不同型号，应用不同如钢丝网、铆钉、锅炉等网、铆钉、锅炉等。铁的冶炼铁的冶炼现代工业炼铁现代工业炼铁生铁和钢的比较生铁和钢的比较下图为我国纪念下图为我国纪念1996年钢铁产量超亿吨而发行的邮票年钢铁产量超亿吨而发行的邮票铁的冶炼铁的冶炼现代工业炼铁现代工业炼铁1.湿法冶铜湿法冶铜：Fe+CuSO4=FeSO4+Cu3.生物炼铜：生物炼铜：（99.5%99.7%）（99.95%99.98%）2.高温冶炼高温冶炼黄铜矿：黄铜矿：黄铜矿黄铜矿(C

9、uFeS2)粗铜粗铜 精铜精铜 电解电解三、铜的冶炼：三、铜的冶炼：铜的冶炼铜的冶炼交流与练习交流与练习 写出已经学过的，在产物中含有写出已经学过的，在产物中含有金属单金属单质（如质（如Na、Mg、Al、Hg等等）的化学方程式）的化学方程式MgCl2 Mg+Cl2 2Al2O3 4Al+3O2 2HgO 2Hg+O2 CaCl2 Ca+Cl2 2NaCl 2Na+Cl2 TiCl4+4Na Ti+4NaCl 等等2AgI 2Ag+I2四、金属冶炼的一般方法四、金属冶炼的一般方法 归纳与总结归纳与总结1、热分解法：、热分解法：2HgO 2Hg+O2、2Ag2O 4Ag+O22、热还原法：、热还原

10、法：（使用（使用H2、C、CO或或“用活泼金属用活泼金属”还原）还原）CuO+H2 Cu+H2O CuO+CO Cu+CO2 2CuO+C 2Cu+CO2 2Al+Fe2O3 2Fe+Al2O3 3、电解方法、电解方法:2Al2O3 4Al+3O2 MgCl2 Mg+Cl24、湿法冶金：、湿法冶金：Fe+CuSO4=FeSO4+Cu5、生物冶金：、生物冶金：含硫的铜矿含硫的铜矿硫酸铜硫酸铜炼铜炼铜不同金属冶炼方法的选择不同金属冶炼方法的选择电解法电解法热热还原法还原法热分解法热分解法K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb（H）Cu Hg Ag五、铁、铜的物理性质：五、铁、铜的物理性

11、质：铁、铜的物理性质铁、铜的物理性质共同点共同点不同点不同点铁铁具有金属光泽，具有金属光泽，密度较大，熔密度较大，熔点较高，易导点较高，易导电、导热。电、导热。纯净的单质铁为银白色，纯净的单质铁为银白色，有良好的延展性，质地较有良好的延展性，质地较软的固体，软的固体，可被磁化可被磁化。铜铜铜具有与众不同的铜具有与众不同的紫红色紫红色，质地较硬的固体。质地较硬的固体。六、铁、铜的用途：六、铁、铜的用途：铁、铜的用途铁、铜的用途1.1.铁的用途：铁的用途：铁具有铁具有导热导热性性铁具有铁具有导电导电性性铁具有铁具有延展延展性性铁、铜的用途铁、铜的用途铜具有铜具有导热导热性性2.2.铜的用途：铜的用

12、途：铜具有铜具有导电导电性性铜具有良好的铜具有良好的延展延展性性鞍钢鞍钢2000立方米高炉外景图立方米高炉外景图返回高炉结构图高炉结构图C+O2=CO2CO2+C=2CO3CO+Fe2O3=2Fe+3CO2返回小结铁 铜在自然界的存在铁的冶炼铜的冶炼C 4在含有在含有Cu(NO3)2、Mg(NO3)2 和和AgNO3的溶的溶液中加入适量锌粉，首先置换出的是（液中加入适量锌粉，首先置换出的是（）A.Mg B.Cu C.Ag D.H23西汉时期发现、宋朝初期应用于生产的湿西汉时期发现、宋朝初期应用于生产的湿法冶金术的反应原理是法冶金术的反应原理是 （）ACuO+H2 Cu+H2OBCuO+CO Cu+CO2 CFe+CuSO4=FeSO4+Cu D2Cu2O+Cu2S 6Cu+SO2CC