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2012年高一苏教版化学必修一教学案(27)从自然界获取铁和铜


第二单元

铁、铜的获取及应用

从自然界获取铁和铜
[自学导航]:
学习目标: 一、知识与技能: 1、知道人类对铁、铜的使用历史,知道铁、铜在自然界的广泛存在及存在的 主要形式。 2、了解工业炼铁的原料、原理、设备、工艺流程与产物。 3、初步知道工业炼铜的方法,复习古代湿法炼铜的方法,知道生物炼铜的方 法。 二、过程与方法: 在对工业炼铁的原料、原理、设备、工艺流程与产物的探讨中培养学生用 所学化学知识解决实际问题的能力。 三、情感态度与价值观: 1、了解铁、铜在自然界的广泛存在及存在的主要形式,体会铁、铜的冶炼对 人类文明的影响。 2.通过对生物炼铜的学习,培养学生环保意识。 重点难点:工业炼铁的原料、原理、设备、工艺流程与产物。

[学习过程]:
预习检测: 人类使用铁、铜已经有好几千年的历史了。目前已发现的金属虽然已有 90 多种,但其中应用最广泛、用量最多的仍然是铁、铜。它们不但在日常生活中的 应用十分广泛,而且在国民经济的发展中起着举足轻重的作用。 常见的铁矿石: 常见的铜矿石: [交流讨论]:如何将铁、铜从“化合态”转化为“游离态”?根据已学过的 知识,你能写出多少种上述转化的化学方程式。 生成铁的反应:
, , , 。

生成铜的反应:

1







重点讲解: 一、铁、铜在自然界中的存在 自然界中, 铁和铜主要以 形式存在, 也有少量的铁、 铜单质存在, 其中铁单质主要只存在于陨石中。 二、铁的冶炼: 基本原理:高温下,用还原剂从铁矿石中把铁还原出来。 原料: 设备: 主要化学反应: ,

造渣反应: , 用这种方法炼出的铁是含碳 2%~4.5%的生铁 ,将生铁进一步冶炼,就可以 得到用途广泛的钢。 三、铜的冶炼: 1、 工业上用高温冶炼黄铜矿得到铜。 次冶炼得到的铜, 其含量达到 99.5%~ 99.7%。通过电解法精炼铜,同等含量可以达到 99.95%~99.98%。 2 、湿法炼铜:活泼的金属从铜的化合置换出铜。 3、生物炼铜:利用细菌将矿石分化得到铜。 四、金属冶炼的一般方法 1、热分解法:2HgO 2、热还原法: CuO + H2 2CuO + C 3、电解方法:
电解 电解

2Hg+O2↑

2Ag2O

4Ag+O2↑

(使用 H2 、C、CO 或“用活泼金属”还原) Cu + H2O 2Cu + CO2↑ CuO + CO 2Al + Fe2O3 Cu + CO2 2Fe + Al2O3

2Al2O3

4Al+3O2↑

MgCl2
2

Mg+Cl2↑

4、湿法冶金:Fe + CuSO4 = FeSO4 + Cu 5、生物冶金:含硫的铜矿→硫酸铜→炼铜 当堂演练: 1. 高炉炼铁用于还原氧化铁的还原剂是 A.一氧化碳 B.焦炭 C.石灰石 D.空气 2.我国古代的湿法冶金术是世界闻名的, 我国在世界上最先应用湿法冶金的金属 是 A.Fe B.Cu C.Ag D.Hg B.石灰石能改变生铁的性能 D.石灰石用于除去铁矿石中的二氧 3.炼铁时,加入石灰石的作用是 A.石灰石能降低石灰石的熔点 C.石灰石能促进氧化铁的还原 化硅 4.下列金属冶炼的反应原理错误的是 A.2NaCl===2Na+Cl2
Δ C.Fe3O4+4H2===3Fe+4H2O 通电

B.MgO+H2====Mg+H2
Δ D.2HgO===2Hg+O2

Δ

[课后巩固]:
基础练习: 1.在高温下用 CO 还原 mgFe3O4 得到 ngFe。已知 O 的相对原子质量为 16,则 Fe 的 相对原子质量为( ) A.21n/(m-n) B. 64n/(3m-3n) C.(m-n)/32n D.24n/(m-n)

2. 一种无色气体 A 与红热的 C 反应,得到另一种无色气体 B,B 与灼热的氧化铜 反应,又得到 A,则 A 和 B 分别为( ) A.O2、CO2 B. O2、CO C. CO2 、CO D. CO、CO2

3.把足量的铁粉投入硫酸和硫酸铜的混合溶液中,充分反应后,所得金属粉末 的质量与原来加入的铁粉质量相等, 则原溶液中 H+和 SO42-的物质的量之比为 ( A.1:4 拓展延伸: 1.物质的性质决定了物质的用途,下面列出了金属的几种性质:①导热性、② 导电性、③还原性、④延展性、⑤具有金属光泽。请在下面金属用途后的横 线上填上金属性质对应的序号。 (1)用铝定制成包装用的铝箔 ; ) B.2:7 C.1:2 D.3:8

3

(2)用铝制成的高压铝锅



(3)用铁粉回收照相业废液中的银 ; (4)电信业中大量使 用的铜丝、金属电缆 。 2.铜是生命必需的元素,也是人类最早使用的金属之一,铜的生产和使用对国计 民生的各个方面产生了深远的影响。在化学反应中,铜元素可表现为 0、+1、+2 价。 (1) 在西汉古籍中曾有记载“曾青得铁则化为铜”[即曾青(CuSO4)跟铁反应 就生成铜]。试写出该反应的离子方程式: (2) 铜器表面有时会生成铜绿,请写出生成铜绿的化学方程式: ; 这层铜绿可以用化学方法除去, 试写出除去铜绿而又不损伤器物的化学方 程式: ; 试写出保护铜制品的方法: 。

4


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