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§ 从自然界获取铁和铜
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铁、铜在日常生活中的应用:
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出土的铜器制品: 颐和园铜牛 汉代铜奔马 越王剑 司母戊铜方鼎
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铁与人体健康 铁是人体必需微量元素中含量最多的一中,总量约为4~5g。其中3/4存在于血红蛋白、肌红蛋白和细胞色素中,是有功能的铁。其余的铁以铁蛋白和含铁血黄素形式,贮存于肝、脾、骨髓、肌肉和肠粘膜中,为贮存铁。其中血红蛋白中的铁约占铁总量的60%~75%,亚铁离子先与卟啉结合形成血红素,血红素再与球蛋白合成血红蛋白,血红蛋白承担着将空气中的氧从肺部输送到机体各部位的任务。正常人血液中血红蛋白含量为男12g/100mL~16g/100mL,女性11g/100mL~15g/100mL。铁在体内含量随年龄、性别、营养状况和健康状况而有很大的个体差异。体内铁缺乏会使血液中红细胞和血红蛋白含量降低,引起贫血症(当血液中血红蛋白含量低于9g/100mL,即可诊断为贫血症),出现面色苍白、乏力、头晕、耳鸣等症状。 通常每日膳食平均含铁10mg~15mg,但吸收率较低,一般在10%左右。成年男子每日需要补充铁约0.5mg~1mg,因此一般不会出现缺铁。但妇女经期、孕期及哺乳期、儿童生长发育期均需要吸收更多的铁,每日需铁1.0mg~2.0mg,因此必须补充更多的铁。
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市售补血剂
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富含铁元素的食品
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? 铁和铜从哪里来? 怎么来的?
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游离态形式的铁和铜 铜在地壳中含量约为0.01%, 少量以单质铜形式存在 铁是自然界里分布最广的金属 元素之一,在地壳中的质量约
天然铜 铜在地壳中含量约为0.01%, 少量以单质铜形式存在 陨铁 铁是自然界里分布最广的金属 元素之一,在地壳中的质量约 占5%左右,仅次于铝,游离态 的铁只能从陨石中得到。
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铁和铜在自然界主要以化合态形式存在。 常见的铁矿 常见的铜矿 磁铁矿(Fe304) 赤铁矿(Fe203) 黄铜矿(CuFeS2)
孔雀石(CuCO3•Cu(OH)2) 常见的铜矿
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问题1:人类首先发现并应用的是铜,其后是铁,为什么?
自然界存在游离态的铜 问题2:原始阶段使用量发展较快的是铜,而不是铁,为什么? 铜比铁易冶炼
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把金属从矿石中提炼出来,这就是人们常说的 金属的冶炼。 生成铁的化学方程式 生成铜的化学方程式
表3-3 铁、铜从化合态转化为游离态 生成铁的化学方程式 生成铜的化学方程式 3H Fe2O3 ══ 2Fe + 3H2O 高温 H CuO ══ Cu + H2O Δ 3CO + Fe2O3 ══ 2Fe + 3CO2 高温 CO + CuO ══ Cu + CO2 高温 2Al + Fe2O3 ══ 2Fe + Al2O3 高温 C + 2 CuO ══ 2Cu + CO2 Δ Zn + FeSO4 ══ Fe + ZnSO4 Fe + CuSO4 ══ Cu + FeSO4
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从铁矿石中获取铁 古代炼铁 设备已先进许多, 所冶炼出来的铁的纯度已提高 生产工艺也得到了改进, 对空气的污染也已减少。 现代炼铁
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焦炭 铁矿石 石灰石 热空气 生铁出口 炉渣出口
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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:
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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
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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
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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
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铁与人体健康 铁是人体必需微量元素中含量最多的一中,总量约为4~5g。其中3/4存在于血红蛋白、肌红蛋白和细胞色素中,是有功能的铁。其余的铁以铁蛋白和含铁血黄素形式,贮存于肝、脾、骨髓、肌肉和肠粘膜中,为贮存铁。其中血红蛋白中的铁约占铁总量的60%~75%,亚铁离子先与卟啉结合形成血红素,血红素再与球蛋白合成血红蛋白,血红蛋白承担着将空气中的氧从肺部输送到机体各部位的任务。正常人血液中血红蛋白含量为男12g/100mL~16g/100mL,女性11g/100mL~15g/100mL。铁在体内含量随年龄、性别、营养状况和健康状况而有很大的个体差异。体内铁缺乏会使血液中红细胞和血红蛋白含量降低,引起贫血症(当血液中血红蛋白含量低于9g/100mL,即可诊断为贫血症),出现面色苍白、乏力、头晕、耳鸣等症状。 通常每日膳食平均含铁10mg~15mg,但吸收率较低,一般在10%左右。成年男子每日需要补充铁约0.5mg~1mg,因此一般不会出现缺铁。但妇女经期、孕期及哺乳期、儿童生长发育期均需要吸收更多的铁,每日需铁1.0mg~2.0mg,因此必须补充更多的铁。
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日常饮食中应多吃一些富含铁元素的食物,如菠菜、毛豆、豌豆苗、小白菜、绿苋菜、芹菜、香椿等深绿色蔬菜,紫菜,海带,黑木耳,豆类、豆制品、动物的肝和肾及蛋黄里也含有较丰富的铁元素。奶里含铁量较少,牛奶里含铁量更低。 人体对各种食物中铁元素的吸收率不同,一般吸收率为1%~30%。人们对无机铁盐比对有机铁盐更容易吸收,对2价铁盐(Fe2+)的吸收率比对3价铁盐(Fe3+)的吸收率大3倍。所以在给缺铁性贫血病人补充铁时,最好用2价铁盐,如硫酸亚铁及维生素C等酸性物质。 近些年来世界卫生组织大力提倡使用中国的铁锅、铁铲来烹调食物,以补充一些人体需要的铁元素。
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市售补血剂
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富含铁元素的食品
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金属之最 地壳中含量最多的金属元素—— 人体中含量最高的金属元素—— 目前世界年产量最高的金属—— 最早使用的金属—— 熔点最高的金属——
熔点最低的金属—— 硬度最小的金属—— 自然界密度最小的、最轻的金属—— 展性最强的金属—— 延性最好的金属—— 在生活,生产中使用最广泛的金属—— 金属中的杀菌冠军—— 最怕冷的金属——。 铝,Al 钙,Ca 铁,Fe 铜,Cu。我国最早的铜器距今已有4000余年的历史。 钨,W 汞,Hg 钠,Na。室温下可用小刀切割 锂,Li 金,Au .1g金可以拉成长4000m的细丝 铂,Pt。最细的铂丝直径只有1/5000mm 铁,Fe 银,Ag每升水中只要有一千亿分之二克的Ag+,就能消灭细菌 锡,Sn。在温度低于:13.2℃时,锡便开始崩碎成粉
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1.在化学反应:Fe3O4+3H2 3Fe+4H2O中,Fe3O4作 A 还原剂 B 氧化剂 C 催化剂 D 溶剂 B
随堂练习 1.在化学反应:Fe3O4+3H Fe+4H2O中,Fe3O4作 A 还原剂 B 氧化剂 C 催化剂 D 溶剂 B 2.高温下可用于还原氧化铁的化合物是( ) A.焦炭 B.氢气 C.二氧化碳 D.一氧化碳 D 3.在含有Cu(NO3)2 、Mg(NO3)2 和AgNO3的溶液中加入适量锌粉,首先置换出的是( ) A.Mg B. Cu C. Ag D. H2 C
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4.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: 加入过量盐酸 Fe+2H+=Fe 2++H2↑ 加入过量NaOH 2Al+2OH-+2H2O=2AlO2-+3H2↑
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