从自然界中获取铁和铜PPT课件8-苏教版.ppt
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1、高一年高一年 化学必修化学必修1 1 上课课件上课课件第二单元铁、铜的获取及应用第二单元铁、铜的获取及应用从自然界获取铁和铜从自然界获取铁和铜铁铜在人类社会进程、铁铜在人类社会进程、人类生活中的作用人类生活中的作用石器时代石器时代 青铜器时代青铜器时代 铁器时代铁器时代司母戊大方鼎司母戊大方鼎 青青铜制,高铜制,高133厘米,重厘米,重875公斤,制作于商朝,公斤,制作于商朝,出土于河南安阳。出土于河南安阳。 铁床架铁床架铁碟铁盒铁碟铁盒铁挂锁铁挂锁铁合页铁合页奥运福娃铜章奥运福娃铜章铜挂锁铜挂锁铜接头铜接头铁铜在自然界的发现和存在铁铜在自然界的发现和存在 铁、铜是人类使用最早、铁、铜是人类使
2、用最早、应用最广泛的两种金属,你知应用最广泛的两种金属,你知道自然界中铁和铜是如何发现道自然界中铁和铜是如何发现的吗的吗? ?你知道吗你知道吗(一一)铁的发现铁的发现 地球上是不存在纯地球上是不存在纯铁的,而天体上却有较铁的,而天体上却有较纯的铁星,地球上偶尔纯的铁星,地球上偶尔发现从天上坠下的宇宙发现从天上坠下的宇宙来客来客铁殒星。铁殒星。(二二)铜的发现铜的发现 5000多年前的新石器时代晚期,人们在采多年前的新石器时代晚期,人们在采取石块做工具时,无意中发现了一种与普通石取石块做工具时,无意中发现了一种与普通石料不同的美丽石块,当用力摩擦、刻画或敲打料不同的美丽石块,当用力摩擦、刻画或敲
3、打时,表面铁迹脱落,奇迹般的出现绚烂夺目的时,表面铁迹脱落,奇迹般的出现绚烂夺目的紫红色金属,这就是天然纯铜。紫红色金属,这就是天然纯铜。 铁是一种活泼的金属,因此,自铁是一种活泼的金属,因此,自然界里的铁是以化合态的形式存然界里的铁是以化合态的形式存在的。除了天外坠至地球的陨铁在的。除了天外坠至地球的陨铁外,自然界里不存在游离态的铁。外,自然界里不存在游离态的铁。 而铜的化学性质比铁稳定,在自而铜的化学性质比铁稳定,在自然界中主要以化合态存在,也有然界中主要以化合态存在,也有少量单质铜。少量单质铜。在自然界的存在在自然界的存在(一)、铁矿石的成分和种类(一)、铁矿石的成分和种类铁矿石铁矿石脉
4、石脉石和硫磷杂质和硫磷杂质铁化合物铁化合物Fe3O4(磁铁矿石磁铁矿石)Fe2O3(赤铁矿石赤铁矿石)2Fe2O33H2O(褐铁矿石褐铁矿石)FeCO3(菱铁矿石菱铁矿石)FeS2(黄铁矿或叫硫铁矿)(黄铁矿或叫硫铁矿)磁铁矿赤铁矿赤铁矿陨铁陨星的形状各异,最大的陨石陨星的形状各异,最大的陨石是重是重1770千克的吉林千克的吉林1 号陨石,号陨石,最大的陨铁是纳米比亚的戈巴最大的陨铁是纳米比亚的戈巴陨铁陨铁 ,重约,重约60吨;陨铁石之冠吨;陨铁石之冠是山东莒南县的是山东莒南县的“大铁牛大铁牛”,约重约重4吨吨 。 (二)、铜矿石的成分和种类(二)、铜矿石的成分和种类 黄铜矿(黄铜矿(CuFe
5、S2) 孔雀石孔雀石CuCO3Cu(OH)2天天然然铜铜天然铜天然铜蓝铜矿蓝铜矿黄铜矿黄铜矿孔孔雀雀石石铁铜的冶炼铁铜的冶炼古代是怎样冶炼铁和铜的古代是怎样冶炼铁和铜的? 1.人类最先用薪火加热熔解铁矿石而制铁人类最先用薪火加热熔解铁矿石而制铁,后来用木炭代替薪火制铁后来用木炭代替薪火制铁. 2.考古学家和史学家考证我国在公元前考古学家和史学家考证我国在公元前25002000年已懂得用孔雀石与木炭一起煅烧年已懂得用孔雀石与木炭一起煅烧制铜制铜,后来我国古代人民创造了湿法制铜后来我国古代人民创造了湿法制铜. 你知道吗你知道吗自然界中的金属大都以化合态存在自然界中的金属大都以化合态存在用化学的方法
6、把化合态的金属变成游离态用化学的方法把化合态的金属变成游离态要考虑的问题要考虑的问题矿石的矿石的富集富集合适的冶炼合适的冶炼方法方法如何精炼如何精炼金属的冶炼方法K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb(H)Cu Hg Ag电解法电解法热还原法热还原法热分解法热分解法不同金属冶炼方法的选择不同金属冶炼方法的选择K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb(H)Cu Hg Ag冶炼方法的选择冶炼方法的选择简单,实用,节省的原则简单,实用,节省的原则 如何将铁如何将铁、铜从、铜从“化合态化合态”转转化为化为“游离态游离态”?根据已学过的知?根据已学过的知识,你能写出多少种上述转化的
7、化识,你能写出多少种上述转化的化学方程式。学方程式。交流与讨论交流与讨论生成铁的反应生成铁的反应P72P72交流交流与讨论与讨论生成铜的反应生成铜的反应P72P72交流交流与讨论与讨论高炉高炉1、设备、设备一、工业炼铁一、工业炼铁利用氧化利用氧化-还原反应,在高温下,用还原反应,在高温下,用还原剂从铁矿石里把铁还原出来还原剂从铁矿石里把铁还原出来铁矿石、焦炭、空气、石灰石铁矿石、焦炭、空气、石灰石3、反应原理、反应原理2、原料、原料Fe2O3+3CO 2Fe+3CO2 高温高温C+O2 CO2 CO2+C 2CO Fe2O3+3CO 2Fe+3CO2 CaCO3 CaO+CO2 CaO+SiO
8、2 CaSiO3高温高温高温高温高温高温高温高温高温高温还原剂的生成还原剂的生成 铁矿石还原成铁铁矿石还原成铁 除脉石、除脉石、炉渣的形成炉渣的形成 有关方程式有关方程式二、工业炼铜的主要方二、工业炼铜的主要方法:法:2.生物炼铜:生物炼铜:利用细菌将矿石分化得到铜利用细菌将矿石分化得到铜1.高温冶炼黄铜矿高温冶炼黄铜矿电解精炼电解精炼2CuFeS2O2Cu2S2FeS+SO22Cu2S3O22Cu2O+2SO22Cu2O+Cu2S6Cu+SO2铁、铜及其化合物的性质铁、铜及其化合物的性质一、铁铜的物理性质:一、铁铜的物理性质:金属金属物理性质物理性质应用应用铁铁铜铜1.1.银白色银白色, ,
9、有金属光泽有金属光泽; ;2.2.具有良好的延展性具有良好的延展性; ;3.3.是电和热的良导体是电和热的良导体; ;4.4.密度是密度是7.86g/cm7.86g/cm3 35.5.熔点熔点153515350 0C,C,沸点是沸点是275027500 0C C特性特性: :能被磁体吸引能被磁体吸引, ,具铁磁性具铁磁性建材建材; ;炊具炊具; ;铸铸件件; ;作催化剂作催化剂; ;制具有特性的制具有特性的铁合金铁合金; ;制磁铁制磁铁等。等。1.1.纯铜呈纯铜呈紫红色紫红色; ; 2.2.熔点熔点1083.4,1083.4,沸点沸点2567; 2567; 3.3.密度密度8.92g/cm8.
10、92g/cm3 3; ;质软;质软; 4.4.具有良好的延展性具有良好的延展性; ; 5.5.具有良好的导热、导电性具有良好的导热、导电性; ;广泛用于电气广泛用于电气工业;制铜合工业;制铜合金;作微量元金;作微量元素肥料;作各素肥料;作各种仪表的零件种仪表的零件 二、单质化学性质二、单质化学性质2Fe+3Cl2点燃2FeCl3点燃Cu+Cl2CuCl23Fe+2O2点燃Fe3O4不反应不反应Fe+2HClFeCl2+H2Cu+2AgNO32Ag+Cu(NO3)2Fe+CuSO4FeSO4+Cu2Cu+O22CuO与非金属反应与非金属反应与盐酸反应与盐酸反应与盐溶液反与盐溶液反FeCuFe2+
11、Fe3+与与的鉴别的鉴别三、三、观察溶液颜色观察溶液颜色与与KSCN反应反应与与NaOH反应反应浅绿色浅绿色棕黄色棕黄色无明显现象无明显现象溶液变为血红色溶液变为血红色白色沉淀迅速变灰白色沉淀迅速变灰绿色最后呈红褐色绿色最后呈红褐色立即产生红立即产生红褐色沉淀褐色沉淀Fe3+Fe2+鉴别方法鉴别方法探究实验探究实验1:观察:观察Fe2+溶液和溶液和Fe3+溶液的溶液的颜色,分别与颜色,分别与KSCN 溶液及溶液及NaOH溶液溶液反应,记录试验现象。反应,记录试验现象。FeFe2+Fe3+强氧化剂强氧化剂弱氧化剂弱氧化剂Br2、Cl2、H2O2、浓、浓H2SO4 、HNO3等等H2、CuSO4、
12、I2、S 等等 探究实验探究实验2: Fe2+ 到到 Fe3+的转化实验的转化实验转化类型实验方案实验现象离子方程式Fe2+ Fe3+在试管中依次加入:在试管中依次加入:FeCl2溶液、溶液、KSCN溶液、新制氯水溶液、新制氯水在试管中依次加入:在试管中依次加入:FeCl2溶液、溶液、KSCN溶液、溴水溶液、溴水从浅绿色变为从浅绿色变为血红色。血红色。从浅绿色变为从浅绿色变为血红色。血红色。Fe2+Cl2=无血红色出现无血红色出现2Fe2+Br2=2Fe3+2Br-在试管中依次加入:在试管中依次加入:FeCl2溶液、溶液、KSCN溶液、碘水溶液、碘水Fe3+ + Cl-2 2 2 FeFe2+
13、Fe3+强氧化剂强氧化剂弱氧化剂弱氧化剂强氧化剂强氧化剂探究三探究三提供以下药品提供以下药品:铁粉铁粉 KI淀粉试纸淀粉试纸 FeCl3溶液溶液 KSCN溶液溶液请根据以上药品请根据以上药品,设计实验设计实验,探究探究Fe3+ 到到 Fe2+的转化的转化 Fe3+ 到到 Fe2+的转化实验的转化实验转化类型实验方案实验现象离子方程式Fe3+ Fe2+取取FeClFeCl3 3于试管于试管中加过量铁粉中加过量铁粉, ,振荡再加振荡再加KSCNKSCN无血红色物质无血红色物质将将FeClFeCl3 3溶液滴溶液滴滴在滴在KIKI淀粉试纸淀粉试纸试纸变蓝试纸变蓝2Fe3+Fe3Fe2+2Fe3+2I
14、-2Fe2+I2 思考思考: FeCl2试剂瓶底部放有一层铁粉试剂瓶底部放有一层铁粉,为什么为什么?FeFe2+Fe3+强氧化剂强氧化剂弱氧化剂弱氧化剂强氧化剂强氧化剂还原剂还原剂还原剂还原剂还原剂还原剂还原性还原性氧化性氧化性还原性还原性氧化性氧化性“铁三角铁三角”拓展思维拓展思维电子工业上电子工业上,在制作印刷电路时在制作印刷电路时,利用了利用了什么化学原理什么化学原理?2Fe3+ + Cu =2Fe2+ + Cu2+铁在人体中的作用铁在人体中的作用 铁是维持生物的主要物质,是制造血铁是维持生物的主要物质,是制造血红素和肌血球素的主要物质,是促进红素和肌血球素的主要物质,是促进维生素维生素
15、(维生素食品维生素食品) B 族代谢的必要族代谢的必要物质。物质。 成人摄取量是成人摄取量是 10 15mg 。 缺乏症:缺铁会导致贫血。缺乏症:缺铁会导致贫血。 过量表现:呕吐、心衰、性机能障碍。过量表现:呕吐、心衰、性机能障碍。 课外阅读资料课外阅读资料食物中铁的来源食物中铁的来源 铁铁(铁食品铁食品)的丰富来源有牛肾、鱼子酱、鸡内脏、的丰富来源有牛肾、鱼子酱、鸡内脏、可可粉、鱼粉、肝脏、土豆、精白米、黄豆粉、可可粉、鱼粉、肝脏、土豆、精白米、黄豆粉、麦糠、麦胚和小麦黄豆混合粉。麦糠、麦胚和小麦黄豆混合粉。 良好来源有牛肉、红糖、蛤肉、干果、蛋黄、良好来源有牛肉、红糖、蛤肉、干果、蛋黄、猪
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