铁在自然界以什么形式存在
2017-2018学年高中化学三维设计江苏专版必修一讲义：专题3 第二单元 第一课时 从自然界获取铁和铜
铁、铜的冶炼1．铁、铜的存在铁、铜在自然界中主要以化合态的形式存在。
(1)铁矿有磁铁矿(主要成分为Fe 3O 4)、赤铁矿(主要成分为Fe 2O 3)等。
(2)铜矿有黄铜矿(主要成分为CuFeS 2)、孔雀石[主要成分为CuCO 3·Cu(OH)2]等。
2．铁、铜的早期获取人们最早利用的单质铁和单质铜均直接来自于自然界。
所不同的是铁单质只存在于从天而降的陨铁中，所以古代人称铁为“天石”，而铜则来自于地球上自然存在的少量单质铜。
3．铁的冶炼 (1)设备：炼铁高炉。
(2)原料：铁矿石、焦炭、空气、石灰石等。
(3)主要反应①还原剂的生成。
a.生成CO 2：C ＋O 2高温,CO 2， b 生成CO ：CO 2＋C 高温,2CO 。
②铁的生成：Fe 2O 3＋3CO 高温,2Fe ＋3CO 2。
③炉渣的形成：a.CaCO 3高温,CaO ＋CO 2， b ．CaO ＋SiO 2高温,CaSiO 3。
[特别提醒]使用炼铁高炉得到的是含碳2%～4.5%的生铁，生铁经过进一步冶炼，包括降碳，调硅锰，除硫、磷，得到含碳量0.03%～2%的钢。
4．炼铜(1)工业炼铜：工业上采用高温冶炼黄铜矿(主要成分为CuFeS 2)的方法得到铜。
黄铜矿――→还原剂高温冰铜―→粗铜(含Ag 、Au 、Fe 、Zn 等杂质)――→电解精炼精铜 (2)生物炼铜(矿堆浸铜法)①原理：CuS ――→细菌O2CuSO 4――→FeCu 。
②特点：成本低、污染小、反应条件简单等。
1．高炉炼铁的生产中，下列说法正确的是( ) A ．焦炭和一氧化碳都是还原剂 B ．采用富氧空气可以得到纯铁C．加石灰石的目的主要是为了得到CO2D．用于冶炼生铁的矿石主要有磁铁矿、赤铁矿和黄铁矿2．回答下列关于高炉炼铁的问题：(1)炼铁的原料有______________________________________________________。
金属元素在自然界中的存在形式
金属元素在自然界中的存在形式
金属元素是地球上最常见的元素之一，它们以各种形式存在于自然界中。
下面将介绍金属元素在自然界中的几种主要存在形式。
1. 金属矿石：金属元素最常见的存在形式是以矿石的形式存在。
矿石是指含有金属元素的矿物和岩石。
常见的金属矿石有铁矿石、铜矿石、铅矿石等。
这些矿石通常由金属元素的氧化物、硫化物或碳酸盐等化合物组成。
人类通过采矿和冶炼等工艺将金属元素从矿石中提取出来，用于制造各种产品。
2. 自由金属：有些金属元素可以以自由金属的形式存在于自然界中。
自由金属指的是金属元素单质的形式，如金、银、铜等。
这些金属元素在自然界中以天然金属的形式存在，通常以金块、银块等形式出现。
自由金属的存在形式使得人类可以直接利用它们，例如用金和银制作首饰、用铜制作导线等。
3. 合金：合金是由两种或多种金属元素以及其他元素组成的混合物。
合金的存在形式非常广泛，几乎所有的金属元素都可以与其他元素形成合金。
合金常用于制造工业产品，如钢、铜合金等。
合金具有优良的性能和特殊的用途，比纯金属更加强硬、耐腐蚀等。
4. 矿泉水中的金属元素：一些金属元素也可以以微量的形式存在于矿泉水中。
矿泉水中的金属元素对人体有益，如钙、镁等。
这些金属元素可以增强人体的免疫力、促进骨骼健康等。
金属元素以矿石、自由金属、合金和矿泉水中微量形式存在于自然界中。
这些不同的存在形式给人类带来了丰富的资源和广泛的应用。
通过对金属元素的认识和利用，人类能够创造出更多的价值，并推动社会的发展进步。
从自然界中获取铁、铜
点燃
CO2 + C = 2CO CaO + SiO2 = CaSiO3
高温
高温
还原剂生成反应
造渣反应
生铁
铁碳合金， 含碳2 % ~4.5%
除碳
钢
铁碳合金， 含碳0.03 % ~2%
2、铜 黄铜矿 CuFeS2
方法一：高温冶炼黄铜矿
高温
2CuFeS2 + O2 = Cu2S + 2FeS + SO2↑
铁的物理性质 一、铁、铜的物理性质
铁 银白色金属光泽，铁 粉为黑色 可被磁铁吸引 具有良好的导热性、 导电性、延展性 铜 紫红色金属光泽 具有良好的导热性、 导电性、延展性
二、铁、铜单质的化学性质
铁 盐酸（稀硫酸） 醋酸 铜 盐酸、稀硫酸、醋酸 不反应
某些盐（硫酸铜）
细菌பைடு நூலகம்
Fe
Cu
四、不同金属冶炼方法的选择
Na+KCl=K↑+NaCl
电解氯化物
K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb（H）Cu Hg Ag Pt Au
电解法 Al2O3 热还原法 热分解 富集法
（C、CO、H2、
活泼金属）
铁、铜及其化合物的应用
铁的应用 回忆铁、铜的应用， 试说两者的物理性质
3CO+Fe2O3 =2Fe+3CO2
提供还原剂提 供热量 CO2+C=2CO C+O2=CO2 放热
生铁 （含碳2%-4.5%）
小结：1、设备 2、原料 3、原理
：炼铁高炉 ：铁矿石、焦炭、空气、石灰石等 ：3CO + Fe2O3 ══ 2Fe + 3CO2
专题4 第三单元 铁、铜及其化合物
10.铁与水蒸气反应，通常有以下两种装置，请回答下列问题：
装置一
装置二
(1)装置二中湿棉花的作用为_提__供__水__蒸__气___。
(2) 实 验 完 毕 后 ， 取 出 装 置 一 的 少 量 固 体 ， 溶 于 足 量 稀 盐 酸 ， 再 滴 加 KSCN溶液，溶液颜色无明显变化，试解释原因：F__e3_O__4＋__8_H__＋_=_=_=_F_e_2_＋_ _＋__2_F_e_3_＋_＋__4_H_2_O_、__2_F_e_3_＋_＋__F_e_=_=_=_3_F__e2_＋_(用离子方程式表示)。
该方法是先在装置Ⅰ中产生FeSO4溶液，并利用产生的H2排尽整个装置 中 的 空 气 ， 待 检 验 H2 的 纯 度 后 ， 再 关 闭 止 水 夹 K ， 利 用 产 生 的 H2 把 FeSO4溶液压入装置Ⅱ中与NaOH溶液进行反应。
专题精练
1.用下列方法可制得白色的Fe(OH)2沉淀：用不含Fe3＋的FeSO4溶液与用 不含O2的蒸馏水配制的NaOH溶液反应制备。 (1)用硫酸亚铁晶体配制上述FeSO4溶液时还需加入_稀__硫__酸__、__铁__屑___。 (2)除去蒸馏水中溶解的O2常采用_加__热__煮__沸___的方法。 (3)生成白色Fe(OH)2沉淀的操作是用长滴管吸取不含O2的NaOH溶液， 插 入 FeSO4 溶 液 液 面 下 ， 再 挤 出 NaOH 溶 液 。 这 样 操 作 的 理 由 是 _避__免__生__成__的__F_e_(_O_H__)_2与__氧__气__接__触__而__被__氧__化__。
在少量Cl2中燃烧生成FeCl2 (4)Fe分别与氯气、盐酸反应得到相同
的氯化物 (5)Fe3O4中Fe的化合价有＋2价和＋3价，
有关铁的化学方程式
有关铁的化学方程式铁是一种常见的金属元素，它的化学符号为Fe，原子序数为26，是第一周期的过渡金属元素之一。
铁在自然界中广泛分布，通常以天然铁矿的形式存在，也可以从废钢铁和废铁料等废弃物中回收利用。
铁不仅是制造钢铁的重要原料，而且在化工、医药、环保等领域也有广泛的用途。
下面是一些铁的化学反应方程式。
1. 铁与氧气的反应铁可以与氧气发生化学反应，生成黑色的氧化铁。
在空气中，铁容易被氧化，形成铁锈，这是由于氧和水与铁发生的化学反应所致。
化学方程式：4Fe + 3O2 → 2Fe2O32. 铁与硫的反应铁与硫可以发生化学反应，生成红棕色的硫化铁。
化学方程式：Fe + S → FeS3. 铁与酸的反应铁可以与酸发生化学反应，生成相应的盐和氢气。
在实验室中，常用铁与盐酸或硫酸反应来制备氢气。
化学方程式：Fe + 2HCl → FeCl2 + H24. 铁与氯的反应铁可以与氯气发生化学反应，生成氯化铁。
这个反应在工业生产中常用于制备氯化铁。
化学方程式：2Fe + 3Cl2 → 2FeCl35. 铁与水蒸气的反应铁可以与水蒸气发生化学反应，生成氢气和氧化铁。
化学方程式：3Fe + 4H2O → Fe3O4 + 4H26. 铁与醋酸的反应铁可以与醋酸反应，生成相应的盐和氢气。
化学方程式：Fe + 2CH3COOH → Fe(CH3COO)2 + H27. 铁和氢氧化钠的反应铁可以与氢氧化钠反应，生成相应的盐和氢氧化铁。
化学方程式：Fe + 2NaOH → Na2FeO2 + H28. 铁和氨的反应铁可以与氨反应，生成氨合铁离子。
化学方程式：Fe + 4NH3 → [Fe(NH3)4]2+9. 铁和硫酸铜的反应铁可以与硫酸铜反应，生成铜和硫酸铁。
化学方程式：Fe + CuSO4 → Cu + FeSO410. 铁和碘的反应铁可以与碘反应，生成相应的碘化铁。
化学方程式：2Fe + 3I2 → 2FeI3通过以上化学反应方程式，我们可以更好地了解铁的性质和化学行为，这对于使用铁与处理铁质材料都很有帮助。
高中化学必修一 专题三 第二单元 铁铜的获取及应用
第二单元 铁、铜的获取及应用第一课时 从自然界中获取铁和铜一、铁和铜在自然界中的存在铁和铜在自然界主要以 化合态 的形式存在。
常见的铁矿 磁铁矿 (主要成分为Fe 3O 4)、 赤铁矿 (主要成分为Fe 2O 3)等；常见的铜矿有 黄铜矿 (主要成分为CuFeS 2)、 孔雀石 [主要成分为CuCO 3·Cu(OH)2]等。
此外铁在自然界中还以 游离态 的形式存在于陨铁中。
二、工业炼铁工业炼铁的原理是利用 氧化还原 反应，用 还原剂 将铁从铁矿石中还原出来。
1．原料铁矿石 、焦炭 、空气 、石灰石 等。
2．设备 炼铁高炉。
3．反应原理用还原剂将铁从其化合物中还原出来。
4．工艺流程从高炉下方鼓入空气与焦炭反应产生 二氧化碳 ，并放出大量的热量；二氧化碳 再与灼热的 焦炭 反应，生成 一氧化碳 ；一氧化碳 在高温下将氧化铁还原为铁。
有关反应的化学方程式：C ＋O 2 CO 2 ； CO 2＋C 2CO ； Fe 2O 3＋3CO 2Fe ＋3CO 2 。
5．除去铁矿石中含有的SiO2石灰石在高温下分解生成氧化钙和二氧化碳，氧化钙与铁矿石中的二氧化硅等反应生成炉渣，有关反应的化学方程式：CaCO 3 CaO ＋CO 2↑ ；CaO ＋SiO 2 CaSiO 3 。
炉渣的密度比铁水小，故浮在铁水上面，分离可得铁水。
三、工业炼铜1．用黄铜矿炼铜工业上用高温分解黄铜矿的方法获得铜。
粗铜中铜的含量为 99.5%～99.7% 。
含有 Ag 、=====点燃 =====高温 =====高温 =====高温 工业炼铁中碳的作用是什么？ 作用主要有：①与氧气经过一系列反应提供还原剂； ②反应放热维持高温。
Au 、Fe 、Zn 等杂质。
2．粗铜的精炼电解精炼铜的原理是让 粗铜 作阳极，失电子变为Cu2＋，在阴极上用 纯铜 作阴极即可得 精铜 。
电解精炼得到的铜，其含量高达 99.95%～99.98% 。
二价铁离子性质原理探讨
二价铁离子性质原理探讨二价铁离子是指铁的氧化态为+2的离子，化学符号为Fe2+。
铁是地壳上存在较为丰富的一种元素，其在自然界中以氧化态的形式存在。
铁离子的性质与其电子结构密切相关，对于理解铁离子的性质，可以从以下几个方面进行探讨。
首先，二价铁离子的电子结构决定了其化学性质。
二价铁离子的电子结构为[Ar]3d6，其中3d轨道上有4个未配对电子。
这四个未配对电子使得二价铁离子具有较强的还原性质，容易被氧气、酸性溶液以及其他氧化剂氧化为三价或更高价态的铁离子。
此外，由于有较多的未配对电子，二价铁离子还具有较强的配位能力。
它可以与不同的配体形成配合物，配合物的稳定性和性质在很大程度上由配体的性质决定。
其次，二价铁离子的磁性是其重要的性质之一、由于有4个未配对电子，二价铁离子属于高自旋配合物，具有较强的磁性。
在没有外磁场作用下，二价铁离子的磁矩方向随机分布，呈顺磁性。
但当受到外磁场的影响时，二价铁离子的磁矩方向会被定向，呈现强磁性。
这种磁性性质使得二价铁离子在许多应用中有重要的作用，例如在磁性材料的制备中起着至关重要的作用。
此外，二价铁离子在水溶液中的酸碱性质也值得探讨。
在水中，二价铁离子可以与水分子发生配位作用，形成水合离子[Fe(H2O)6]2+。
这个水合离子是一种弱酸，可以接受OH-离子，生成Fe(OH)2沉淀。
在酸性环境下，二价铁离子可以由于它的强还原性进一步发生氧化反应，被氧气氧化为三价铁离子。
而在碱性环境下，二价铁离子则可以发生还原反应，被还原为铁金属。
最后，二价铁离子的光谱性质也是一个重要的研究方向。
二价铁离子在紫外光和可见光范围内吸收的光谱带有较强的光谱特征，可以用于分析和检测。
通过观察和研究二价铁离子的吸收光谱，可以了解样品中铁离子的浓度和化学状态，这对环境监测、金属离子分析等方面有着广泛的应用。
综上所述，二价铁离子的性质涉及到其电子结构、配位能力、磁性、酸碱性质以及光谱性质等方面。
深入研究二价铁离子的这些性质，有助于我们进一步理解铁的化学行为和性质，为相关的应用提供理论和实验基础。
《金属材料》分层作业(解析版)
课题1 金属材料【基础练习】1. 铁是一种应用广泛的金属，下列有关铁的说法中，正确的是( )A．铁丝在氧气中燃烧生成氧化铁B．铁在自然界中以单质形式存在C．铁是地壳里含量最多的金属元素D．用铁锅炒菜可使食物中增加微量铁元素【答案】D【解析】A项铁丝在氧气中燃烧生成四氧化三铁，B项铁在自然界多数以化合物形式存在，C 项地壳中含量最多的金属元素是铝，D项用铁锅炒菜可使食物中增加人体必需的微量铁元素是正确的。
2. 金属有关的说法正确的是（）A．生铁和钢都是铁的合金B．废旧电池可以随意丢弃，不会对环境造成污染C．银的导电性比铜强，所以一般用银作电线D．铁矿石在地壳中含量最丰富，可以随意开采【答案】A【解析】A项生铁和钢都是铁和碳的合金，B项废旧电池中含有会污染环境的重金属，C项银的导线性虽然强但是由于价格昂贵一般不用银做电线，D项为保护铁资源，应合理开采铁矿石。
3. 金属材料的性质在很大程度上决定了它们的用途。
下列说法中不正确的是( )A．不锈钢抗腐蚀性好，常用于制造医疗器械B．铁具有良好的导热性，可以用于制造炊具C．铝合金轻而坚韧，可作汽车、飞机和火箭的材料D．铅锑合金的熔点较低、电阻率较大，常用于制成发热体【答案】D【解析】D项铅锑合金熔点低，不适宜制成发热体。
4. 金属材料的性质在很大程度上决定了它们的用途。
下列说法中不正确的是( )A．不锈钢抗腐蚀性好，常用于制造医疗器械B．铁具有良好的导热性，可以用于制造炊具C．铝合金轻而坚韧，可作汽车、飞机和火箭的材料D．铅锑合金的熔点较低、电阻率较大，常用于制成发热体【答案】D【解析】D项铅锑合金熔点低，不适宜制成发热体。
5. 常温下为紫红色固体的是（）A．锌B．铁C．铜D．银【答案】C【解答】A、锌在常温下为银白色固体，选项错误。
B、铁在常温下为银白色固体，选项错误。
C、铜在常温下为紫红色固体，选项正确。
D、银在常温下为银白色固体，选项错误。
故选：C。
6. 金可制成金箔，拉成金丝，说明金具有良好的（）A. 导电性B. 延展性C. 导热性D. 抗腐蚀性【答案】B【解析】金子被压成薄薄的金箔、被拉成几十上百倍长度的金丝，这些都表明金具有良好的延展性。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
铁在自然界以什么形式
存在
Company number：【WTUT-WT88Y-W8BBGB-BWYTT-19998】
铁在自然界以什么形式存在
铁在自然界中大多以化合物形式存在，常见的铁矿石有赤铁矿、磁铁矿、褐铁矿、黄铁矿等，常用来炼铁的有赤铁矿。
固态化合物居多，单质铁易氧化。
因为铁的活泼性较强
铁在大海中一离子形式存在，结合空气中的臭氧离子形成许多三氧化二铁的极其细小的颗粒，这些小颗粒慢慢聚合在一块，在潮汐的作用下使其集中在了陆地上，最终以三氧化二铁形式存在。
铁(Iron)在自然界中分布很广，在地壳中含量居所有金属元素的第二位，仅次于铝，约占地壳总质量的4．75％。
铁都是以化合物的状态存在于自然界中，尤其是以氧化铁的状态存在的量特别多。
含铁的矿物种类很多，其中有工业价值可作为炼铁原料的铁矿石主要有：磁铁矿、赤铁矿、菱铁矿、镜铁矿、针铁矿、褐铁矿。
此外还有一些含有铁的矿物：黄铁矿、白铁矿、磁黄铁矿、毒砂和臭葱石等。
这些矿物也含有大量的铁，但因硫和砷都是有害元素，不能用作炼铁的原料，其他含铁的硅酸盐和磷酸盐，也不能作为冶炼铁的矿物，因此都不算为铁矿石。
虽然这许多含铁的物质中只有极少部份是具有价值的铁矿石，但是它的存量已经是极为丰富。
对于地球上铁矿石贮存量的估计，目前没有一个可以确信的数字。
目前已经被发现的主要产铁矿国有美国、加拿大、巴西、澳洲、南非、印度、法国、英国、瑞典、西班牙、苏俄、中国、委内瑞拉等。
湖北大冶、四川攀枝花等地都有大型铁矿。