最新二单元铁铜的获取及应用
苏教版高中化学必修一课件专题3第二单元铁、铜的获取及应用课件第一课时(40张)
专题3 从矿物到基础材料
(2)第二步：金属的冶炼。利用氧化还原反 应的原理，在一定条件下，用还原剂把金属 矿物中的金属离子还原为金属单质的过程。 主要的方法有电解法、热还原法、热分解法 等。 (3)第三步：金属的精炼。采用适当的方法 提炼出纯金属。我们可用电解的方法提炼金 属铜等。
栏目 导引
0.2 mol FeO→14.4 g
0.2 3
mol Fe2O3→10.67 g
0.2
4
mol Fe3O4→11.6 g
该氧化物可能是 Fe3O4，也可能是由 Fe2O3 和 FeO 组成的混合物。栏目 Βιβλιοθήκη 引专题3 从矿物到基础材料
金属的冶炼
探究导引 欲从金属化合物中获取金属单质，需采取什 么措施？ 提示：金属化合物(MXn)中金属元素(M)一 定显正价，欲将其转化成单质必须利用比该 金属还原性强的还原剂将其还原出来或利用 电解(最强的氧化还原手段)的方法获得。
―高―温→
灼烧
粗铜含Ag、 Au、Fe、Zn等
―电―解→
精炼
精铜纯度 99.95%～99.98%
栏目 导引
专题3 从矿物到基础材料
(2)生物炼铜(矿堆浸铜法) ①原理：CuS―细―O菌2→___C__u_S_O__4 ___ ――Fe→Cu ②特点：成本低、污染小、反应条件简单等。 (3)湿法炼铜：_F__e_＋__C_u_S__O_4_=_=_=_F__e_S_O_4_＋__C__u_。
栏目 导引
专题3 从矿物到基础材料
存在 金属
铁
自然界中的存在状 常见矿石及主要成
态
分
①主要以_化__合__态__形 式存在②铁单质只
存在于陨铁中
化学必修1专题3第二单元 铁、铜的获取及应用( 2—3 )课时(共23张PPT)
探究 提问
探究实验
实验目的：探究Fe2+能否被氧气氧化为Fe3+
仪器 试管
药品 琥珀酸亚铁片 HCl溶液 KSCN溶液
设计一
设计二
资料卡片
资料 KSCN溶液：检验Fe3+的存在
不含有Fe3+ KSCN溶液
含有Fe3+
（无明显现象） （溶液变血红色）
实验设计
设计一：
药片 HCl
Fe2+
①O2（振荡） ②KSCN溶液
实验
Fe2+
Fe3+
实验现象 溶液变成血红色
失去 1e- × 4
4Fe2++O2+4H+ 4Fe3++2H2O
得到 4e-
隔绝氧气，防止Fe2+被氧化 为Fe3+
二、Fe3+
Fe2+
问题
实验现象为对什比 么要建议 与维C同时 服用？
实验
实验 现象
Fe2+ Fe3+
溶液变成血红 色
Fe3+
பைடு நூலகம்
Fe2+
溶液中的血红色 褪去
铁、铜以及化合物的应用
高中化学（江苏教育出版社） 必修1 专题三第二单元（ 2—3 ）课时
你知道吗?
铁熨斗
铜马车
铜镜
铁灯
你知道吗?
一.单质的物理性质
共同点
不同点
纯净的单质铁为银白色，
铁
具有金属光泽， 密度较大，
有良好的延展性，可被 磁化。
熔点较高，
易导电、导热。
铜具有与众不同的紫红色。 铜
二.单质的化学性质
铁、铜的获取及应用ppt6 (1)
CO2+C=2CO
②还原铁矿石： Fe2O3+3CO == 2Fe+3CO2 ③造渣（除脉石）： CaCO3 → CO2+CaO CaO+SiO2 → CaSiO3 （熔剂：石灰石） （5）炼铁产品：生铁
（6）炼铁和环保节能
高炉煤气： CO、CO2、N2
工业上是如何炼铁
铁合金的性质 生铁 2%~4.3% 硅锰(较多) 硫磷(较多) 可铸不可锻 硬而脆 钢 0.03%~2% 硅锰(适量) 硫磷(较少) 可铸,可锻,可压延 硬而韧,有弹性
常 见 的 铁 矿 石
磁铁矿(Fe3O4)
褐铁矿(Fe2O3· 、铜元素在自然界中的存在
黄铜矿（CuFeS2）
常 见 的 铜 矿 石
孔雀石(Cu2(OH)2CO3 )
毛赤铜矿(Cu2O )
蓝铜矿(Cu3(CO3)2(OH)2 )
如何把铁铜从化合态转化为游离态 生成铁的化学方程式
工业上是如何炼铁
炼铁： 铁矿石（化合态）→铁单质（游离态）
（1）原料：铁矿石，焦炭，石灰石，空气 （2）基本反应原理： 3CO+ Fe2O3
高温
2Fe+3CO2
利用氧化还原反应，在高温下，用还原剂 （主要是CO)从铁矿石中还原出铁。
（3）设备：高炉
工业上是如何炼铁
（4）炼铁的主要反应 ①产生还原剂： C+O2 = CO2
铁元素、铜元素在自然界中的存在
主要以化合态形式存在于自然界。
铁是一种活泼的金属，因此，除了天外坠至 地球的陨铁(游离态的铁)外，自然界里的铁是 以化合态的形式存在的。 铜的化学性质比铁稳定，在自然界中主要以 化合态存在，也有少量单质铜。
陨铁
铁、铜的获取及应用PPT6(2份打包) 苏教版
3．我国西汉时的炼丹家刘安所著《淮南万毕术》中记载 “曾青得铁，则化为铜。”意思是说铜盐遇到铁时，就 有铜生成。实质就是我们现在所说的：铁和可溶性铜盐 发生的置换反应。写出该反应的离子反应方程式。
Fe+Cu2+=Fe2++Cu
4．Fe是地壳中含量很丰富的元素，也是生物体内所必需 的元素。自然界中铁矿石主要有赤铁矿和磁铁矿。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。请填空： (1) Fe2O3 (1)写出赤铁矿主要成分的化学式： ； (2)写出赤铁矿被还原成铁的化学方程 (2) 3CO+Fe 2O3=2Fe+3CO2 式： ； (3)写出焦炭在高炉中所参与反应的两个化学方程式： (3) C+O2=CO2 CO2+C=2CO ； (4)写出CaCO3所参与反应的两个化学方程式： (4) CaCO3=CaO+CO2↑ CaO+SiO。 2=CaSiO3
工业上是如何炼铁
炼铁： 铁矿石（化合态）→铁单质（游离态）
（1）原料：铁矿石，焦炭，石灰石，空气 （2）基本反应原理： 3CO+ Fe2O3
高温
2Fe+3CO2
利用氧化还原反应，在高温下，用还原剂 （主要是CO)从铁矿石中还原出铁。
（3）设备：高炉
工业上是如何炼铁
（4）炼铁的主要反应 ①产生还原剂： C+O2 = CO2
高温
CO2+C=2CO
②还原铁矿石： Fe2O3+3CO == 2Fe+3CO2 ③造渣（除脉石）： CaCO3 → CO2+CaO CaO+SiO2 → CaSiO3 （熔剂：石灰石） （5）炼铁产品：生铁
18-19 专题3 第2单元 铁、铜的获取及应用
第二单元 铁、铜的获取及应用
自
当
主
堂
预
达
习
标
•
•
探
学习目标：1.了解从自然界中提取铁、铜的方法和原理及常见金属的冶炼 固
新
双
知 方法。2.了解铁、铜的主要性质及应用。(重点)3.理解Fe、Fe2＋、Fe3＋的相互转 基
合 化及应用。(重难点)4.掌握Fe2＋、Fe3＋、Cu2＋的检验方法。(重点)
• 固
新
双
知 等杂质。要达到电气工业生产用铜的要求，这种由黄铜矿高温冶炼得到的铜还 基
合 作 探 究 • 攻 重
必须经过_电__解__精__炼__，其得到的铜，含铜量高达 99.95%～99.98%。 ②生物炼铜法 利用某种能__耐__受__铜__盐__毒__性___的细菌，这种细菌能利用空气中的_氧__气__氧化
攻
重
课 时 分 层 作 业
难
返 首 页
自 主
②设备：_炼__铁__高__炉___，如图所示。
当 堂
预
达
习
标
•
•
探
固
新
双
知
基
合
作
探
究
•
攻
③原料：_铁__矿__石__、__焦__炭__、__空__气___和_石__灰__石__。
重
课 时 分 层 作 业
难
返 首 页
自
④冶炼过程。
当
主
堂
预
达
习
标
•
•
探
固
堂 达
习
标
• 探
①试剂为_硫__氰__化__钾__(_K_S_C__N_)_溶__液__。
高中化学专题3第2单元铁铜的获取及应用教案苏教版必修1
第二单元 铁、铜的获取及应用目标与素养：1.了解从自然界中提取铁、铜的方法和原理及常见金属的冶炼方法。
(宏观辨识与微观探析)2.了解铁、铜的主要性质及应用。
(宏观辨识与微观探析)3.理解Fe 、Fe 2＋、Fe 3＋的相互转化及应用。
(宏观辨识与微观探析)4.掌握Fe 2＋、Fe 3＋、Cu 2＋的检验方法。
(科学探究与创新意识)一、从自然界获取铁和铜 1．铁、铜在自然界中的存在2.(1)铁的冶炼①原理：高温下用还原剂将化合态的铁还原为游离态的铁。
②设备：炼铁高炉，如图所示。
③原料：铁矿石、焦炭、空气和石灰石。
④冶炼过程。
微点拨高炉炼铁中各原料的作用：铁矿石——铁的来源；焦炭和空气——提供热量和还原剂CO ；石灰石——形成炉渣除去SiO 2。
(2)铜的冶炼①工业主要采用高温冶炼黄铜矿(CuFeS 2)的方法获得铜。
②生物炼铜法利用某种能耐受铜盐毒性的细菌，这种细菌能利用空气中的氧气氧化硫化铜矿石，把不溶性的硫化铜转化为可溶性的铜盐。
二、铁、铜及其化合物的应用1．铁及其化合物的性质和应用(1)铁的物理性质银白色，有金属光泽，可被磁铁吸引，是电和热的良导体。
(2)铁的化学性质微点拨Fe和Cl2反应生成FeCl3、Fe和S反应生成FeS，反应产物与Fe和Cl2(或S)的用量无关。
(3)Fe3＋的检验①试剂为硫氰化钾(KSCN)溶液。
②操作现象：加入KSCN溶液，溶液变成血红色。
③反应离子方程式：Fe3＋＋3SCN－===Fe(SCN)3(4)Fe2＋、Fe3＋的相互转化2．铜及其化合物的性质和应用(1)铜的物理性质紫红色固体，具有良好的导电、导热性和延展性。
(2)铜的化学性质微点拨Cu和Cl2反应生成CuCl2，Cu和S反应生成Cu2S，反应产物与Cu和Cl2(或S)的用量也无关。
Cu在潮湿空气中形成“铜绿”的反应：2Cu＋O2＋CO2＋H2O===Cu2(OH)2CO3。
(3)常见铜的化合物①CuO为黑色，与盐酸反应的离子方程式为CuO＋2H＋===Cu2＋＋H2O。
《铁、铜的获取及应用》教学设计要点
【设计理念】1、精心设计演示实验、学生实验及家庭实验，搭建探究学习的良好平台，引导学生积极参与探究活动，激发学生学习化学的兴趣，提高学生的科学素养。
2、创设和谐、民主、平等的教学环境，引导学生主动学习。
新课程的核心理念——一切为了每一位学生的发展。
我们要关注学生在学习过程中的情感体验，使教学过程成为学生的一种愉悦的情绪生活和积极的情感体验，最大化的体现学生的主体性。
3、遵循科学的认知规律。
学生的学习过程应符合由感性到理性、进而上升到实践的一般规律。
本节设计让学生通过日常生活的体验以及探究实验，对铁、铜的性质和应用形成感性认识；在此基础上通过思考、讨论、交流、归纳上升为理性认识，从而形成知识体系。
【教学目标】一、知识与技能1.了解铁和铜在自然界的存在，理解铁和铜的冶炼原理。
2.学习铁、二价铁、三价铁三者之间的相互转化关系，能运用有关的氧化还原反应知识分析转化过程，掌握铁离子及亚铁离子的检验方法。
3.理解钢铁腐蚀的原理，了解防护办法。
二、过程与方法1.增强学生新旧知识联系的能力，在新知识的学习过程中将已有的氧化还原知识作充分的运用和扩展。
2. 通过思考、讨论、交流、归纳，形成解决问题的方法。
三、情感态度价值观1.通过我国炼铁、炼铜的成就，激发学生的爱国热情和求知激情。
2.通过对二价铁和三价铁的相互转化和各种实验现象的预测，增强学生的学习信心和兴趣。
【教学难点】铁及其化合物的性质（“铁三角”）【课时分配】共四课时从自然界中获得铁和铜一课时铁、铜及其化合物的应用二课时钢铁的腐蚀一课时【教学过程设计】〖引入〗通过一段视频展示：铁和铜的各种生活用品，我国古代和现代在炼铜和炼铁方面的成就，激发学生的爱国热情和求知激情。
铁和铜在我们的日常生活以及国民经济的发展中起着举足轻重的作用。
那么铁和铜在自然界中如何存在？如何从自然界中获得铁和铜呢？一、从自然界中获得铁和铜〖阅读〗教材P69，总结得出（一）自然界中铁和铜的存在游离态化合态铁的存在天然铁（陨铁）磁铁矿（Fe3O4）赤铁矿（Fe2O3）铜的存在天然铜（少量）黄铜矿（CuFeS2）孔雀石（CuCO3·Cu(OH)2）〖交流与讨论〗如何将化合态的铁和铜转化为游离态？〖讲解〗（二）炼铁原料铁矿石、焦炭、空气、石灰石化学原理利用氧化还原反应在高温下用还原剂把铁矿石里的铁还原出来主要化学反应（1）还原剂的生成: C+O2CO2CO2+C2CO（2）铁的还原:Fe2O3 +3CO2Fe+3CO2（3）炉渣的生成CaCO3CaO+CO2↑CaO+SiO2CaSiO3主要设备高炉〖说明〗用这种方法冶炼得到的铁是含碳2%--4.5%的生铁，将生铁进一步炼制，就可以得到钢（含碳0.03%--2%）。
高中化学专题3从矿物到基础材料第二单元铁、铜的获取及应用(第1课时)从自然界获取铁和铜获奖公开课优质
从光卤石 (KCl·MgCl2·6H2O)中炼镁
④
(2)各列举一个使用上述方法冶炼金属的例子(用化学方程式表示)。
高温
高温
①_2_F_e_2_O_3_＋__3_C__=_=_=_=_=_4_F__e＋___3_C_O__2↑___；②_3_H__2_＋__W__O_3_=_=_=_=_=_W__＋___3_H_2_O_；
CuSO4
―F―e →
Cu
。
O2
②特点：成本低、污染小、反应条件简单等。
金属冶炼的方法
1．金属的冶炼 金属冶炼是把金属从化合态变为游离态的过程。 2．金属的活泼性与金属的冶炼方法 (1)少数不活泼的金属在自然界中以单质形式存在，如金、 铂等。大部分金属以化合态形式存在于自然界，金属越不活泼， 从其化合物中还原出来越容易，金属越活泼从其化合物中还原 出来越困难。
来得到金属铝。
答案：C
3．下列反应能通过置换反应生成铁的是
()
①Zn＋FeCl2(溶液) ④Fe3O4＋H2(高温) A．①③④⑤
②Na＋FeSO4(溶液) ⑤Al＋Fe2O3(引燃)B．①②③Βιβλιοθήκη ③Fe2O3＋CO(高温)
C．①④⑤
D．①②③④⑤
解析：②中钠先与水反应生成 NaOH，再与 FeSO4 发生复分
3．常见金属的冶炼方法：①K、Ca、Na、Mg、Al 用电解 法；②金属活动性顺序中 Zn～Cu 用高温还原法；③Hg、 Ag 用热分解法；④Cu、Zn 还可用湿法冶炼。
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 Fe3O4 )、赤铁矿(主要成分为 Fe2O3)等。 (2)铜矿有黄铜矿(主要成分为 CuFeS2 )、孔雀石[主要成分为 CuCO3·Cu(OH)2]等。
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交流与讨论（ P71 ）： 炼铁过程中的主要反应？
1、一样化碳是怎样形成的?
C+O2→CO2 CO2+C→2CO （空气，焦炭）
2、铁矿石是如何被还原的?
高温
Fe2O3+3CO 2Fe+3CO2
（铁矿石）
3、石灰石的作用是什么?
造渣（除脉石）：
高温
CaCO3 →
CO2+CaO
CaO+SiO2 → CaSiO3
活动与探究P73
转化类型
实验方案
现象
Fe3+→Fe2+
结论 Fe3+
KSCN
Fe3+ (1)溶液变成血 红色
KSCN (2)加铁粉后溶液
由黄色变成浅绿
Fe3+
Fe
(一) (二)
色加KSCN溶液 后无明显变化
Fe Fe2+
2Fe3++Fe=3Fe2+
2e-
活动与探究P73
3、用简洁的语言归纳Fe2+与Fe3+相互转 化的条件。
二单元铁铜的获取及应 用
一 炼铁： 铁矿石（化合态）→铁单质（游离态）
（1）基本反应原理：3CO+ Fe2O3 高温 2Fe+3CO2 利用氧化还原反应，在高温下，用还原 剂（主要是CO)从铁矿石中还原出铁。
（2）原料：铁矿石，焦炭，石灰石，空气
（3）设备：高炉
（4）炼铁的主要反应过程：
（1）强氧化剂（如Cl2）会将Fe2+氧化成Fe3+ （2）还原剂（如Fe）会将Fe3+还原成Fe2+
思考：
1.实验室配制的FeSO4溶液久置是否会变质?为什么? 如何鉴定它已经变质?
2.如何防止FeSO4溶液变质?
2Fe3++Fe=3Fe2+
2e-
练习：
1、能与Fe3+反应且能证明Fe3+具有氧化性的物质是: ①KSCN②Fe③FeCl2④NaOH( ) D A.④ B. ① C. ③ D. ②
强氧化剂：F2、Cl2、Br2、O2、 KMnO4(H+)等
活动与探究P73
转化类型 实验方案
现象
KSCN
Cl2水 一、无明显变化
Fe2+→Fe3+
KSCN
Fe2+
Fe2+
(一) (二)
二、加入KSCN 溶液后溶液呈 血红色
结论
Fe2+ Cl2 Fe3+ 2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl-
2e-
二、铜的冶炼
1、电解精炼铜 99.95%~99.98% 2、生物炼铜 请同学们阅读课本P71的相关内容，用笔画
出重点的字词。
练习：
1、高炉煤气的主要成分是什么？如何处理高炉煤气？ 2、炼铁中为什么要用石灰石？ 3、高炉煤气能够废物利用变为燃料，炉渣能否
也可废物利用？ 4、
氯水,溶液立即变为红色，说明原溶液中一定含
有（ B ）
A.Fe3+ B. Fe2＋
C. Cu2+ D. Zn2+
课后实践活动
Fe与稀硫酸反应生成硫酸亚铁还是 硫酸铁?如何通过实验来探究?
结束语
谢谢大家聆听！！！
36
一、铁、铜的应用
铜、铁工字扣
二、物理性质
银白色的纯铁
紫红色的纯铜
(1)铁、铜都是热和电的良导体都有延展性.
(2)铁能被磁铁吸引
交流与讨论P72
1.铁与盐酸反应
2.铁在氯气中燃烧
3.铁与硫酸铜溶液反应
4.铜与硝酸银溶液反应
5. 6.
三、化学性质
与非金属 反应
与盐酸反 应
铁
点燃
3Fe+2O2点=燃Fe3O4
血红色
注意: Fe3+ 遇SCN - 显血红色 Fe2+ 遇SCN –不变色
用途:用KSCN溶液检验溶液中是否含有Fe3+
活动与探究P73
1、请根据氧化还原的原理，提出Fe2+与
Fe3+相互转化的条件假设。
还原剂
（1）Fe3+
Fe2+
金属单质：Fe、Cu
还原性化合物：KI、Na2S、SO2 （2）Fe2+ 强氧化剂 Fe3+
鞍钢2000立方米高炉外景图
高炉结构图
3CO+Fe2O3 =2Fe+3CO2
CO2+C=2CO C +O2=CO2
陨铁
磁 铁 矿
赤铁矿
天然铜 蓝铜矿
天 然 铜
黄铜矿
孔 雀 石
第二单元 铁、铜的获取及应用
§2 铁、铜及其化合物的应用
一、铁、铜的应用
铁镢头
司母戊鼎
一、铁、铜的应用
铜阀
复兴大桥的 钢拱结构
2Fe+3Cl2 = 2FeCl3 Fe+2H+=Fe2++H2↑
与盐溶液 Fe+Cu2+=Fe2++Cu 反应
铜 2Cu+O2 △= 2CuO
点燃
Cu+Cl2=CuCl2 不反应
Cu+2Ag+=Cu2++2Ag
铜
铁
与
与
硝
硫
酸
酸
银
铜
溶
溶
液
液
反
反
应
应
信息提示P73
可溶
Fe3+ + 3SCN - = Fe(SCN)3
（熔剂：石灰石）
（5）炼铁产品：生铁
（6）炼铁和环保节能 高炉煤气：CO、CO2、N2
（7）生铁炼钢： 生铁 除碳 钢
二、铜的冶炼
湿法炼铜：（古代） Fe+Cu2+=Fe2++Cu 氧化剂: Cu2+还原反应 还原剂: Fe 氧化反应
氧化还原反应 置换反应
二、铜的冶炼
高温炼铜：（现代）高温冶炼黄铜矿 2CuFeS2＋O2＝Cu2S＋2FeS+SO2↑ 2Cu2S＋3O2＝2Cu2O+2SO2↑ 2Cu2O+Cu2S＝6Cu+SO2↑