【苏教版】 专题3 从矿物到基础材料 第二单元 铁铜的获取及应用 从自然界获取铁和铜 长兴金陵高级中学 费 阳.

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1 【苏教版】 专题3 从矿物到基础材料 第二单元 铁铜的获取及应用 从自然界获取铁和铜 长兴金陵高级中学 费 阳

2 你能按使用年代顺序将下列图片排序吗？ 为什么铜器时代晚于石器时代出现呢？

3 学习任务一 ： 分析炼铜原理 认识炼铜工艺 历史背景：新石器时期，人类就发明了制陶术。窑温达1000多度
学习任务一 ： 分析炼铜原理 认识炼铜工艺 历史背景：新石器时期，人类就发明了制陶术。窑温达1000多度 孔雀石[Cu(OH)2.CuCO3] CuO Cu 熔点1083.4℃ 问题1：在这一过程中孔雀石经历了怎样的物质转化？ 完成相应物质转化的方程式书写 火法炼铜 热还原法 Cu2(OH)2CO3 = 2CuO+H2O+CO2 问题2：你还知道哪些冶炼铜的方法吗？ C+2CuO = 2Cu+CO2 CO+CuO = Cu+CO2

4 学习任务一 ： 分析炼铜原理 认识炼铜工艺 火法炼铜：火烧孔雀石，得CuO，还原得Cu。 湿法冶铜：Fe+CuSO4= FeSO4+Cu
学习任务一 ： 分析炼铜原理 认识炼铜工艺 火法炼铜：火烧孔雀石，得CuO，还原得Cu。 3800年前 西汉时期 湿法冶铜：Fe+CuSO4= FeSO4+Cu 成本低廉 操作简约 产品纯度 保护环境 硫化铜 硫酸铜 铜 硫杆菌 生物炼铜： 几百年前 99.95~99.98% 99.5~99.7% 硫化矿 粗铜 精铜 电解精炼 高温 现代工业 问题3：对于金属的冶炼有什么启发？（需要解决哪些问题） 明确存在形式 掌握提炼原理 优化冶炼工艺 矿物 铜

5 学习任务二 ： 迁移运用，初探如何从自然界获取铁单质
明确存在形式 掌握提炼原理 优化冶炼工艺 矿物 铜 铁 Fe2O3 Fe3O4 FeS2等化合态 热还原法 高炉炼铁 学习任务二 ： 迁移运用，初探如何从自然界获取铁单质 问题1：你能预测铁在自然界中的存在形式吗？ 问题2：如何将铁由化合态转化为游离态？ 问题3：铁的冶炼工艺是怎样的？

6 K Ca Al Zn Sn Pb （H） Hg Ag Pt Au Na Mg Fe Cu
明确存在形式 掌握提炼原理 优化冶炼工艺 矿物 铁 金属单质 铜 问题1：金属元素在自然界的存在形式主要是由什么决定的？ 问题2：你已经学习过哪些制备金属单质的方法了？ 化合态或以化合态为主 游离态 K Ca Al Zn Sn Pb （H） Hg Ag Pt Au Na Mg Fe Cu 电解法 热还原法 分解法 物理富集法 1921年 1880年 3000多年前 4000多年前

7 时间：从古代走向现在 文明：从落后走向先进
明确存在形式 掌握提炼原理 优化冶炼工艺 矿物 金属单质 时间：从古代走向现在 技术：从理论走向工业 文明：从落后走向先进

8 感谢同学们配合！ 感谢专家和同行聆听指正！

9 铜在自然界中的存在形式 铜在地壳中含量约为0.01%，少量以单质铜形式存在，主要以化合态形式存在 游离态 化合态 天然铜
黄铜矿（CuFeS2） 孔雀石[Cu2(OH)2CO3 ] 斑铜矿(Cu5FeS4) 蓝铜矿[Cu3(CO3)2(OH)2 ]

10 K Ca Na Mg Al Zn Sn Pb （H） Cu Hg Ag Pt Au Fe
铁在自然界中的存在形式 较活泼 K Ca Na Mg Al Zn Sn Pb （H） Cu Hg Ag Pt Au Fe 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 化合态 陨铁 游离态

11 交流与讨论 生成铁的化学方程式 （以氧化铁为原料） 高温 3C+2Fe2O3 == 4Fe+3CO2 高温
3H2+Fe2O3 == 2Fe+3H2O 高温 3CO+Fe2O3 == 2Fe+3CO2 高温 2Al+Fe2O3 == Al2O3+2Fe 高温

12 炼铁工艺发展史 春秋战国时期 块炼铁 块炼铁是铁矿石在较低温度(1000℃左右)的固体状态下用木炭还原而得到的含有较多夹杂物的铁（熔点1538℃）。这种铁为海绵状固体，杂质较多，含碳量低，质软，只能锻，不能铸。 该冶炼方式最大的缺陷在哪里？ 如何优化工艺呢？

13 炼铁工艺发展史 木材（春秋战国） 煤（宋） 焦炭（现代） 自然进风（ 春秋战国） 人工鼓风（宋） 鼓风机（现代） 地炉（春秋战国）
小竖炉（宋） 炼铁高炉（现代）

14 C+O2 = CO2 C+CO2 = 2CO Fe2O3+3CO=2Fe+3CO2 CaCO3=CaO+CO2↑ 脉石：
3、石灰石的作用是什么？ 1、工业炼铁的主要原理是什么? 2、炉气的主要成分是什么？ 原料： 铁矿石 焦炭 空气 石灰石 高炉煤气: N2、CO、CO2等 原理： C+O2 = CO2 点燃 C+CO2 = 2CO 高温 Fe2O3+3CO=2Fe+3CO2 设备： 炼铁高炉 CaCO3=CaO+CO2↑ 高温 造渣： SiO2+CaO=CaSiO3 高温 脉石： 产品：生铁

15 铁的合金 铁的合金 生铁 钢 含碳的质 量分数 2%—4.5% 0.03%—2% 为了防锈在合金中加入铬和镍，这种钢称为不锈钢。不锈钢通常是指含铬量在12—30%的合金钢。 不锈钢外观呈微灰色或银白色。结构紧密，不易氧化生成氧化铁，故有不锈之称，是能抵抗酸、碱、盐等腐蚀作用的合金钢的总称。 不锈钢

16 未来，如何在火星上获取铁单质呢？ 1.其橘红色外表是因为地表被赤铁矿覆盖。 2.火星上无液态水，但有大量的冰。
存在形式 提炼原理 冶炼工艺 矿物 金属单质 1.其橘红色外表是因为地表被赤铁矿覆盖。 2.火星上无液态水，但有大量的冰。 3.大气组成：二氧化碳（95.3%）、氮气（2.7%）、氩气（1.6%）、氧气（0.15%）和水汽（0.03%） 火星 未来，如何在火星上获取铁单质呢？