铁、铜的获取及应用17228
铁铜获取与应用.pptx
方法三 利用电解实验可以制得纯净的Fe(OH)2白 色沉淀，如右图所示，已知两电极的材料分别为 石墨和铁。 （1）a电极的材料应为 Fe ， 电极反应式为 Fe-2e- = Fe2+ 。 （2）电解液c可以是 B C（填编号）。 A.纯水 B.NaCl溶液 C.NaOH溶液 D.CuCl2溶液 若白色沉淀是在两极之间溶液中首先出现则电解液c为 B 。 （3）d为苯，其作用是 隔绝空气，防止生成的F，e(OH)2被氧化 在加入苯之前对电解液c应作何处理？加热煮沸,排。出溶解的O2
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电解法
还原法
热分解法
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例（2008·宁夏理综，26）某厂的酸性工业废水中含有一定量 的Fe3+、Cu2+、Au3+等离子。有人设计了图中的工艺流程， 利用常用的酸、碱和工业生产中的废铁屑，从废水中回收金， 并生产一定量的铁红和氧化铜。
填写下面空白：
（1）图中标号处需加入的相应物质分别是
(1)写出B的名称_浓__盐_酸___,F的化学式____F_e_3_O_4__｡ (反2)应指②出中M是nO_2_氧在__化相_关__反_剂应｡中的作用,反应①中是__催__化__剂; (3)若反应①是在加热条件下进行,A是K__C_lO__3 __; 若反应①是在常温条件下进行,A是_H__2O__2 _____｡ 若在上述两种条件下得到等量的C单质,反应中转移的电子数 之比为____2_∶__1_____｡
。
白色沉淀迅速变为灰绿色，最后变成红褐色
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CuO CuCl2 Cu2S Cu+2Ag+=Cu2++2Ag Cu+2Fe3+=Cu2++2Fe2+
铁铜
Fe3+
Fe、Cu
2 Fe3 + Fe = 3 Fe2 2 Fe3 + Cu= Cu2 + 2 Fe2
Fe2+
Fe2既有氧化性又有还原性
Fe2在较强氧化剂的作用下会氧化成Fe3 Cl2、Br2、O2、H2O2 2 Fe2 + Cl2 = 2 Fe3 + 2Cl Fe2遇强还原剂时被还原成单质铁
东汉 马踏飞燕
春秋 司母戊铜方鼎
颐和园铜牛
铜钱
汉 铜镜
Liuxia
铜的冶炼
生成铜的化学方程式
H2
+ CuO
Δ
= Cu + H2O
CO + CuO Δ Cu + CO2 = C + 2CuO Δ 2Cu + CO2 = Fe + CuSO4 = Cu + FeSO4 古老的冶炼技术： • 火烧孔雀石炼铜 （Cu2(OH)2CO3） • 湿法炼铜 新型冶炼技术： • 高温冶炼黄铜矿（CuFeS2）→电解精炼 • 生物炼铜 Liuxia
商代铁刃铜钺
春秋后期 金柄铁剑
西周虢国
铁刃铜戈
沧州铁狮子
沧州旧城铁钱 48吨
Liuxia
人类用铁的历史
铁的最大用途是用于炼钢。钢铁工业是国家工业的基础。
没有钢铁就没现代汽车、火车、轮船、飞机、火箭、导弹、宇
宙飞船等等，就没有现代文明的一切！ 我国铁矿石的储量居世界第一，从1996年开始，我国的年
钢产量连续超1亿吨，居世界首位。2007年中国粗钢产量4.89
铜是人体健康不可缺少的微量营养素，对于血液、中枢神经和
铁、铜的获取及应用
铁一、铁的冶炼 1．原料铁矿石、焦炭、空气、石灰石． 2．完成下列化学方程式(1)一氧化碳的生成：C ＋O 2=====点燃 CO 2；CO 2＋C =====△2CO(2)铁矿石被还原：Fe 2O 3＋3CO=====高温2Fe ＋3CO 2(3)石灰石的作用：CaCO 3=====高温 CO 2＋CaO ， CaO ＋SiO 2=====高温CaSiO 3二、物理性质纯净的铁是光亮的银白色金属，密度较大，熔、沸点较高，纯铁的抗腐蚀性强，有较好的导电、导热、延展性。
铁能被磁铁吸引。
三、化学性质 1、与非金属的反应 2Fe +3Cl2 2FeCl3 3Fe +2O 2Fe 3O 42Fe ＋3Br 2 2FeBr 3Fe ＋SFeS(黑色固体) Fe ＋I 2FeI 2判断哪些是氧化还原反应，如果是指出氧化剂和还原剂 2、与酸的反应(1)与非氧化性酸(如稀硫酸). Fe + 2HCl = FeCl 2 + H 2↑ Fe+2H +=Fe 2++H 2↑ (2)氧化性酸 ①稀硝酸Fe 过量：3Fe ＋8HNO 3 === 3Fe(NO 3)2＋2NO↑＋4H 2O HNO 3过量： Fe ＋4HNO 3 === Fe(NO 3)3＋NO↑＋2H 2O ②浓硝酸：常温下 钝化 ．③浓硫酸：常温下 钝化 ．判断是否是氧化还原反应，如果是指出氧化剂和还原剂 3、与盐溶液(1)与CuSO 4溶液：Fe ＋Cu 2＋ === Fe 2＋＋Cu (2)与FeCl 3溶液：Fe ＋2Fe 3＋=== 3Fe 2＋判断是否是氧化还原反应，如果是指出氧化剂和还原剂。
4、与水的反应3Fe ＋4H 2O(g)=====高温Fe 3O 4＋4H 2四、铁的氧化物五、铁的氢氧化物制备Fe(OH)2时，采取哪些措施可防止Fe(OH)2被氧化？提示：①配制溶液的蒸馏水加热煮沸，除去O2.②胶头滴管伸入到液面以下加入液体．③溶液表面覆盖植物油(或苯)，以隔绝空气．六、Fe2+、Fe3+的鉴别1．观察溶液颜色：Fe2+是浅绿色溶液；Fe3+是棕黄色溶液。
第二单元 铁、铜的获取及应用
第二单元铁、铜的获取及应用在我们的日常生活和工业生产中，铁和铜这两种金属扮演着至关重要的角色。
它们不仅广泛应用于各个领域，其获取的过程也蕴含着丰富的科学知识和技术手段。
先来说说铁。
铁是地球上含量较为丰富的金属元素之一。
在自然界中，铁主要以化合物的形式存在，比如赤铁矿（主要成分是氧化铁）和磁铁矿（主要成分是四氧化三铁）。
获取铁的方法主要是通过高炉炼铁。
这是一个复杂而又精细的过程。
首先，将铁矿石、焦炭和石灰石等原料按照一定的比例加入到高炉中。
焦炭在炉内燃烧，提供高温和还原气体一氧化碳。
一氧化碳与铁矿石中的氧结合，将铁氧化物还原成金属铁。
同时，石灰石在高温下分解，生成氧化钙，它可以与矿石中的杂质（如二氧化硅）反应，形成炉渣。
经过一系列的化学反应和物理变化，铁水从高炉底部流出，而炉渣则从上部排出。
炼出的铁往往是生铁，其中含有较多的碳和其他杂质。
为了获得性能更好的钢，还需要进一步的精炼过程。
常见的有转炉炼钢和电炉炼钢。
在这些过程中，可以通过控制氧气的通入量、添加合金元素等方式，调整钢的成分和性能，以满足不同的使用需求。
铁制品在我们的生活中无处不在。
从建筑中的钢筋结构，到交通工具的零部件，再到日常使用的厨具，铁都发挥着其坚固、耐用的特性。
比如，汽车的车身框架大多是由高强度的钢铁制成，这保证了车辆在行驶过程中的安全性和稳定性。
接下来谈谈铜。
铜也是一种重要的金属，具有良好的导电性、导热性和延展性。
在自然界中，铜主要以硫化物和氧化物的形式存在，如黄铜矿和辉铜矿等。
获取铜的方法主要有火法炼铜和湿法炼铜。
火法炼铜是先将含铜矿石进行浮选，得到富含铜的精矿。
然后在高温下进行熔炼，将铜从矿石中还原出来。
湿法炼铜则是利用一些化学试剂将铜离子从矿石中溶解出来，再通过电解等方法将铜提取出来。
铜的应用同样广泛。
在电子领域，电线、电路板中的大量导线都是由铜制成的，这得益于其出色的导电性。
在建筑领域，铜常用于屋顶、管道等部位，因为它不仅美观，而且耐腐蚀。
第二单元 铁、铜的获取及应用
第二单元铁、铜的获取及应用铁和铜，这两种金属在我们的日常生活中可谓是无处不在。
从建筑结构到电子设备，从交通工具到厨房用具，它们的身影随处可见。
那么，它们是如何被获取的？又有着怎样广泛的应用呢？先来说说铁的获取。
铁在自然界中大多以化合物的形式存在，其中最常见的就是铁矿石，比如赤铁矿和磁铁矿。
获取铁的过程，通常被称为炼铁。
炼铁的第一步是选矿。
这就像是在一堆石头中挑选出有价值的宝石一样，工人们需要把含有较高铁含量的矿石挑选出来。
然后，就是将选好的矿石进行破碎和研磨，使其变成细小的颗粒，以便后续的处理。
接下来就是冶炼的关键步骤了。
在高温的熔炉中，加入焦炭、石灰石等原料，焦炭燃烧提供热量和还原剂一氧化碳，一氧化碳将铁矿石中的氧化铁还原为金属铁。
这个过程中，会产生大量的废渣和废气，废渣可以用于建筑材料等方面，而废气则需要经过处理，以减少对环境的污染。
炼出的铁还不能直接使用，通常被称为生铁。
生铁质地较脆，还需要进一步的加工处理，比如炼钢。
炼钢的过程就是去除生铁中的杂质，调整其成分，使其具有更好的性能和质量。
铁的应用那可真是广泛。
在建筑领域，钢铁被用于建造高楼大厦、桥梁等大型结构，因为它具有高强度和良好的耐久性。
在交通运输方面，汽车、火车、船舶等都离不开钢铁。
家里的各种家具、电器，也常常有铁的身影。
再讲讲铜。
铜在自然界中也主要以化合物的形式存在，比如黄铜矿和辉铜矿。
获取铜的方法有很多种，常见的有火法炼铜和湿法炼铜。
火法炼铜是先将含铜矿石进行焙烧，使其转化为氧化铜，然后用焦炭还原氧化铜得到粗铜，最后通过电解精炼得到纯度较高的铜。
湿法炼铜则是利用含有铜离子的溶液，通过置换反应等方式将铜提取出来。
铜具有良好的导电性和导热性，所以在电气工业中有着重要的应用。
电线、电缆、电子元件等都离不开铜。
同时，铜也是制造各种管道、阀门的重要材料。
在艺术和装饰领域，铜也常常被用于制作雕塑、饰品等，展现出独特的魅力。
随着科技的不断进步，铁和铜的获取和应用也在不断发展和创新。
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% 。
教学课件第二单元铁铜的获取及应用
②与氧化性酸反应
（如浓硫酸、浓硝酸、稀硝酸）
Fe
Fe3+
铁遇到冷的浓硫酸或冷的浓硝酸发生 钝化现象。加热时反应继续进行，反应 不会产生氢气。
（3）与某些盐溶液反应
Fe＋Cu2+==Fe2+＋Cu
铁可以将活泼性排在其后面的 金属从其盐溶液中置换出来。
铁还可以与Fe3＋反应
;
5.
、
;
6.
、
.
2、铁的化学性质 （1）与非金属的反应
3Fe+2O2=点=燃 Fe3O4
2Fe+3Cl2=点=燃
+3
2FeCl3
Fe+S=△=F+2eS
铁做还原剂
已知：氧化性Cl2>S，试分析单质铁分别与 不同的氧化剂反应得到的产物的规律。
（2）铁与酸的反应
①与非氧化性酸反应 （如盐酸、稀硫酸等）
结论
Fe2+ Cl2 Fe3+
2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl-
2e-
4、 Fe3+ 和Fe2+ 的转化
活动与探究
转化类型
实验方案
现象
Fe3+→Fe2+
KSCN
Fe KSCN
Fe3+
(一)
Fe3+
(二)
（一）溶液变 成血红色
（二）加铁粉 后溶液血红色 褪去
结论
Fe
Fe3+
Fe2+
2Fe3+Ʊ的应用：制作印刷电路板
制作过程：
先在塑料板上镀上 一层铜，然后在设计 好的铜线路上涂上一 层石蜡，把板浸到氯 化铁溶液中，没有在 线路上的铜即没有被 石蜡覆盖住的铜就被 反应掉。
3.2《铁、铜的获取及应用》
《铁、铜的获取及应用》教案第一课时从自然界获取铁和铜教学资源:工业炼铜简介铜矿石中铜的含量在1%左右(0.5%~3%)的便有开采价值，因为采用浮选法可以把矿石中一部分脉石等杂质除去，而得到含铜量(8%~35%)较高的精矿砂。
从铜矿石冶炼铜的过程比较复杂。
以黄铜矿为例，首先把精矿砂、熔剂(石灰石、砂等)和燃料(焦炭、木炭或无烟煤)混合，投入“密闭”鼓风炉中，在1 000 ℃左右进行熔炼。
于是矿石中一部分硫成为SO2(用于制硫酸)，大部分的砷、锑等杂质成为As2O3、Sb2O3等挥发性物质而被除去:2CuFeS2+O2Cu2S+2FeS+SO2一部分铁的硫化物转变为氧化物:2FeS+3O22FeO+2SO2Cu2S跟剩余的FeS等便熔融在一起而形成“冰铜”(主要由Cu2S和FeS互相溶解形成的，它的含铜量在20%~50%之间，含硫量在23%~27%之间)，FeO跟SiO2形成熔渣: FeO+SiO2FeSiO3熔渣浮在熔融冰铜的上面，容易分离，借以除去一部分杂质。
然后把冰铜移入转炉中，加入熔剂(石英砂)后鼓入空气进行吹炼(1 100~1 300 ℃)。
由于铁比铜对氧有较大的亲和力，而铜比铁对硫有较大的亲和力，因此冰铜中的FeS先转变为FeO，跟熔剂结合成渣，而后Cu2S才转变为Cu2O，Cu2O跟Cu2S反应生成粗铜(含铜量约为98.5%):2Cu2S+3O22Cu2O+2SO22Cu2O+Cu2S6Cu+SO2↑再把粗铜移入反射炉，加入熔剂(石英砂)，通入空气，使粗铜中的杂质氧化，跟熔剂形成炉渣而除去。
在杂质除到一定程度后，再喷入重油，由重油燃烧产生的一氧化碳等还原性气体使氧化亚铜在高温下还原为铜。
得到的精铜，含铜量约为99.7%。
第二课时铁、铜及其化合物的应用教学片断:Fe2+、Fe3+的性质及相互转化教师活动学生活动教师引导:综合分析铁分别与盐酸、氯气等反应的实验现象和产物。
你有何发现？针对这一发现，你能提出哪些问题？学生通过交流讨论发现:反应后的产物有+2、+3两种价态。