铁、铜的获取及应用

一、铁、铜在自然界中的存在： 自然界中，铁和铜主要以_______(填“游离态”或“化合态”)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__________中。 化合态 陨铁(天石) 含有铁的矿石主要有哪些？含有铜的矿石主要哪些？ 你知道吗

常见的铁矿石 赤铁矿(Fe2O3) 磁铁矿(Fe3O4) 菱铁矿 FeCO3 褐铁矿(Fe2O3·nH2O ) 黄铁矿(FeS2 )

常见的铜矿石 斑铜矿 Cu5FeS4 孔雀石(Cu2(OH)2CO3 ) 辉铜矿 Cu２S 毛赤铜矿(Cu2O ) 黄铜矿(CuFeS2 ) 蓝铜矿(Cu3(CO3)2(OH)2 ) 辉铜矿 Cu２S

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。 交流、讨论与练习 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

二、铁的冶炼： 工业上： 铁矿石、焦炭、空气、石灰石 1.原料： 炼铁高炉 2.设备： Fe2O3 + 3CO = 2Fe + 3CO2 高温 Fe2O3 + 3CO = 2Fe + 3CO2 3.原理：

4.具体步骤 ： ①还原剂的生成： C + O2 = CO2 CO2 + C = 2CO ②铁矿石的还原： 高温 CO2 + C = 2CO 高温 ②铁矿石的还原： Fe2O3 + 3CO = 2Fe + 3CO2 高温 ③炉渣的形成： CaCO3 = CaO + CO2 高温 CaO + SiO2 = CaSiO3 高温

焦炭 铁矿石 石灰石 热空气 生铁出口 炉渣出口

三、铜冶炼和精制 黄铜矿 粗铜 精铜 1.高温冶炼黄铜矿： 电解 （99.5%~99.7%） （99.95%~99.98%） 黄铜矿 粗铜 精铜 电解 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 粗铜的精炼

金属冶炼的一般方法 归纳与总结 1、热分解法：2HgO 2Hg+O2↑ 、 2Ag2O 4Ag+O2↑ 2、热还原法： （使用H2 、C、CO或“用活泼金属”还原） CuO+H2 Cu+H2O CuO+CO Cu+CO2 2CuO+C 2Cu+CO2↑ 2Al+Fe2O3 2Fe+ Al2O3 3、电解方法: 2Al2O3 4Al+3O2↑ MgCl2 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

不同金属冶炼方法的选择 电解法 热还原法 热分解法 K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb（H）Cu Hg Ag

A．Ⅰ用① B．Ⅱ用② C．Ⅲ用③ D．Ⅳ用④ 当堂练习 冶炼金属一般有下列四种方法：①焦炭法；②水煤气法（H2 或CO）；③活泼金属置换法；④电解法。四种方法均有应用。古代有：Ⅰ火烧孔雀石炼铜；Ⅱ湿法冶金术炼铜；现代有：Ⅲ铝热法炼铬；Ⅳ从光卤石（KCl·MgCl2·6H2O ）中炼镁。下列对它们的冶炼方法的分析中，不正确的是（ ） A．Ⅰ用① B．Ⅱ用② C．Ⅲ用③ D．Ⅳ用④ B

二.钢铁的腐蚀 二 .金属的腐蚀 1.定义：金属或合金与周围的物质接触，发生化学反应被侵蚀损耗的过程。 在金属腐蚀过程中金属失去电子被氧化 （氧化还原反应）

二.钢铁的腐蚀 2.分类 化学腐蚀 （直接接触） 金属的腐蚀 电化学腐蚀 4Fe + 3O2 = 2Fe2O3 2Fe + 3Cl2 = 2FeCl3 化学腐蚀 （直接接触） 金属的腐蚀 电化学腐蚀

二.钢铁的腐蚀 2Fe + O2 + H2O= 2Fe (OH)2 Fe(OH)2 Fe(OH)3 Fe(OH)3 铁锈 3.电化学腐蚀的原理： 条件:与潮湿空气接触 失 4 e 2Fe + O2 + H2O= 2Fe (OH)2 得 4 e Fe(OH)2 被氧化(O2+H2O) Fe(OH)3 Fe(OH)3 铁锈 （Fe2O3·xH20）

二.钢铁的腐蚀 防腐措施 返回 1. 改变金属的内部结构 2.金属表面覆盖保护层 3.电化学保护 表面加比铁活泼的金属 耐腐蚀的非金属物质涂在金属表面 2.金属表面覆盖保护层 电镀、热喷漆、真空镀 3.电化学保护 表面加比铁活泼的金属 外加电流 返回

C 1.自然界中存在的元素大多以化合态存在,而我们在生产和生活中需要许多单质,如金属铁、氯气等,把某元素由化合态变为游离态,则它 ( ) 1.自然界中存在的元素大多以化合态存在,而我们在生产和生活中需要许多单质,如金属铁、氯气等,把某元素由化合态变为游离态,则它 ( ) C A.被氧化 B.被还原 C.有可能被氧化,也可能被还原 D.由高价变为低价

B 2.下列举措不能防止或减缓钢铁腐蚀的是 ( ) A.在钢铁制品表面镀一层金属锌 B.将钢铁制品放置在潮湿处 2.下列举措不能防止或减缓钢铁腐蚀的是 ( ) B A.在钢铁制品表面镀一层金属锌 B.将钢铁制品放置在潮湿处 C.在钢铁中加入锰、铬等金属,以改变钢铁结构 D.将钢铁制品表面包裹塑料

3.计算 某小型钢铁厂以含有Fe3O460%的磁铁矿(杂质中不含铁元素)为原料炼铁,若在生产过程中,铁元素损失5.0%,则欲生产5.0吨铁,至少需要这种磁铁矿多少吨? 解:设需要磁铁矿X吨 Fe3O4 → 3Fe 232 3×56 X×60%×(1-5.0%) 5.0 X=109.0 结束

解:设需要磁铁矿X吨 Fe3O4 → 3Fe Fe3O4的物质的量=3×Fe的物质的量 X×60%×(1-5.0%)／232=3×5／56 X=109.0 答:至少需要磁铁矿109.0吨.

四、铁、铜的物理性质： 1.铁的物理性质： 铁是一种可以被磁铁吸引的银白色金属，质软，有良好的导电、导热性、延展性。纯铁具有良好的抗腐蚀性。 2.铜的物理性质： 铜具有与众不同的紫红色。质软，具有良好的导电（比铁强，仅次于银）、导热性、延展性。

五、铁的化学性质： （一）铁的原子结构示意图： （二）铁的化学性质： 一条规律： Fe + 较弱的氧化剂 Fe2+ （置换反应、与S、I-反应，电化学腐蚀等） Fe + 强氧化剂 Fe3+ （Cl2、Br2、浓H2SO4、浓HNO3、稀HNO3等）

注：在常温下，铁与浓H2SO4、浓HNO3发生钝化。 练一练 下列物质中不能由铁与非金属单质直接化合而成的是 （ ） A.Fe3O4 B.FeS C.FeCl3 D.FeCl2 D

六、铁的氢氧化物： 观察FeSO4溶液和FeCl3溶液。 实验一 Fe2+呈___色，Fe3+呈___色。 实验二 Fe3++3OH-=Fe(OH)3↓ __色? 实验三 白 Fe2++2OH-=Fe(OH)2↓ __色? ___色 灰绿 4 Fe(OH)2+O2+ H2O Fe(OH)3 2 红褐

练一练 铁屑溶于过量的稀硫酸，过滤后向溶液中加入适量的硝酸，再加入过量的氨水有红褐色沉淀生成。过滤，加热沉淀物至质量不再发生变化，得到红棕色的残渣，则上述沉淀和残渣分别是 （ ） A、Fe（OH）3 Fe2O3 B、 Fe（OH）2 FeO C、 Fe（OH）2 Fe（OH）3 Fe3O4 D、 Fe2O3 Fe（OH）3 A

☆ 七、 Fe2+、 Fe3+的检验： 实验四 名称： +KSCN Fe2+ Fe3+ 硫氰化钾 （血）红色 （溶液？沉淀？） Fe3++3SCN- = Fe(SCN)3 思考：Fe2+、Fe3+的检验方法？ ☆ 观察颜色？ 加NaOH溶液？ +SCNˉ？ Fe2+√Fe3+ √

八、铜的化学性质： 1.不与一般性酸反应：（非氧化性酸） 2.与强氧化性酸反应： （浓H2SO4、浓、稀HNO3） 练一练 铜在加热条件下能与浓H2SO4反应，生成硫酸铜、SO2气体和水，写出反应方程式。 Cu + 2Fe3+= Cu2+ + 2Fe2+ 3.铜与Fe3+反应： 应用：电子工业制作印刷电路

1 .将上述物体浸入FeCl3溶液中足够时间，取出洗净，去掉覆盖物，看到什么现象？写出有关方程式？

＞ ＞ Fe3++Fe Fe2+ 2 3 Cu + 2Fe3+= Cu2+ + 2Fe2+ 据上述三反应思考 还原性： 氧化性： Fe Cu Fe2+ ＞ Fe3+ Cu2+ Fe2+

? 2、少量的铁与稀硝酸反应生成 Fe（NO3）2 还是Fe（NO3）3 过量的铁与稀硝酸反应生成 Fe（NO3）2 还是Fe（NO3）3？ 3、在FeCl3中加Fe、Cu。哪种金属先反应？

九、探究Fe2+与Fe3+转化条件： 一般思路: 1、提出Fe2+与Fe3+转化条件的猜想； Fe2+→Fe3+化合价升高，需加入氧化剂。

2、设计方案验证自己的猜想； Fe2＋→Fe3+ ，需加入 Cl2 ,KMnO4,HNO3等 Fe3+→Fe2+ ,需加入Fe,Cu,Br-,I-等 3、学生完成自己的实验，观察并记录实验现象； 实验１取2支试管，各加入0.1moL/L的FeCl2 溶液１mL，向一支试管中加入几滴ＫＳＣＮ溶液，向另一支中先加几滴新制的氯水，振荡试管，再加入几滴ＫＳＣＮ溶液　　　现象？

实验２＼取2支试管，各加入0.1moL/L的FeCl３ 溶液１mL，向一支试管中加入几滴ＫＳＣＮ溶液，向另一支中先加铁粉，振荡试管，放置，再加入几滴ＫＳＣＮ溶液 现象？

4、形成结论 铁三角

? B 1、制印刷电路板时常用FeCl3作为 “腐蚀液”。发生的反应为 2FeCl3 + Cu = 2 FeCl2 + CuCl2 铁粉和铜粉，反应结束后，下列结果 中不可能出现的是（ ） A、有铜无铁 B、有铁无铜 C、有铜和铁 D、铁铜都无 B

? B 2、把铁加入FeCl3 、 FeCl3、CuCl2的混合液中，反应后铁有剩余，则反应后溶液中离子浓度最大的是（ ） A、Cu2+ B、Fe2+ C、Fe3+ D、H+ B

除去下列物质中混有的少量杂质应用怎样化学方法，写出有关反应的离子方程式。 （1）铜粉中混有铁粉: 、 。 （2）铁粉中混有铝粉: 、 。 当堂练习 除去下列物质中混有的少量杂质应用怎样化学方法，写出有关反应的离子方程式。 （1）铜粉中混有铁粉: 、 。 （2）铁粉中混有铝粉: 、 。 （3）FeCl3溶液中混有FeCl2 : （4）FeCl2溶液中混有CuCl2 加入过量盐酸 Fe＋2H＋＝Fe 2＋＋H2↑ 加入过量NaOH 2Al＋2OH－＋2H2O＝2AlO2－＋3H2↑ 通入Cl2 2Fe2＋＋Cl2＝2Fe3＋＋2Cl－ 加入过量Fe Cu2＋＋Fe＝Fe2＋＋Cu