1、第二单元铁、铜的获取及应用第1课时从自然界中获取铁和铜核心素养发展目标1.熟知铁、铜的冶炼原理和方法。2.初步了解金属冶炼的一般方法和原理。一、铁、铜的存在与冶炼1铁、铜的存在形式(1)铁、铜元素在自然界中存在形式既有游离态也有化合态，主要以化合态的形式存在。(2)常见的铁矿有磁铁矿(主要成分为Fe3O4)、赤铁矿(主要成分为Fe2O3)、黄铁矿(主要成分为FeS2)、菱铁矿(主要成分为FeCO3)等；常见的铜矿有孔雀石主要成分为CuCO3Cu(OH)2、黄铜矿(主要成分为CuFeS2)等。(3)人们最早利用的单质铁直接来自于自然界。铁单质只存在于从天而降的陨铁中，所以古代人称铁为“天石”，而
2、铜则来自于地球上自然存在的少量单质铜。2铁的冶炼(1)原料：铁矿石、焦炭、空气、石灰石等。(2)设备：炼铁高炉。(3)原理：高温下用还原剂将铁从其化合物中还原出来。(4)冶炼过程3铜的制备与精炼工业上主要采用高温冶炼黄铜矿(主要成分是CuFeS2)的方法获得铜。用这种方法冶炼得到的铜，含铜量为99.5%99.7%，还含有Ag、Au、Zn、Fe等杂质。要达到电气工业生产用铜的要求，这种由黄铜矿高温冶炼得到的铜还必须经过电解精炼，其得到的铜，含铜量高达99.95%99.98%。例1高炉炼铁生产中下列说法正确的是()A还原氧化铁的还原剂是焦炭B采用富氧空气可以得到纯铁C加石灰石的目的主要是为了除去过
3、量碳D用于冶炼生铁的矿石主要有磁铁矿、赤铁矿答案D解析A项中，焦炭发生的反应：CO2CO2、CO2C2CO，其中CO将铁矿石中的铁还原成铁单质，A项错误；高炉炼铁得到的只是含碳量为2%4.5%的生铁，不会得到纯铁，B项错误；加入石灰石的目的是它在高温下分解成生石灰，继而再与SiO2反应生成CaSiO3炉渣，除去杂质SiO2，故C项错误。特别提示炼铁的过程中，起还原作用的物质为CO，而不是C。C起到制取CO的作用。例2火法炼铜首先要焙烧黄铜矿，其反应为2CuFeS2O2=Cu2S2FeSSO2，下列说法正确的是()ASO2只是氧化产物BCuFeS2仅作还原剂，硫元素被氧化C每生成1 mol Cu
4、2S，有4 mol硫被氧化D每转移1.2 mol电子，有0.2 mol硫被氧化答案D解析由反应方程式知，CuFeS2中Cu化合价降低被还原为Cu2S，CuFeS2中的S化合价升高，被氧化为SO2；O2在反应后化合价降低，被还原为SO2，因此可知SO2既是氧化产物又是还原产物，A项错误；CuFeS2既是氧化剂又是还原剂，B项错误；每生成1 mol Cu2S，有1 mol S被氧化，C项错误；利用反应知转移6 mol e，有1 mol S被氧化，D项正确。二、金属的冶炼方法1电解法：适合冶炼金属活动性较强的金属(一般为金属活动性顺序表中铝及铝前面的金属)。例如：MgCl2(熔融)MgCl2，2Na
5、Cl(熔融)2NaCl2，2Al2O3(熔融)4Al3O2。2高温还原法：用还原剂(CO、C、H2、Al等)还原金属氧化物，适合冶炼金属活动性顺序表中锌到铜之间的大多数金属。例如：2AlCr2O32CrAl2O3。3热分解法：适合冶炼金属活动性较差的金属。例如：2Ag2O4AgO2，2HgO2HgO2。(1)金属的冶炼方法与金属活动性的关系(2)在工业上还有一种冶炼方法叫做湿法冶金，即利用活泼金属把不活泼金属从它的盐溶液中置换出来。例如：CuSO4Fe=CuFeSO4。例3目前电动车、手机等使用的新型电池锂电池，是一种高效、环保电池。已知锂的金属性介于钠和镁之间，则下列能冶炼出金属锂的方法是(
6、)A电解法 B高温还原法C热分解法 D高温用铝还原法答案A例4(2018淮南高一检测)下列反应原理不符合工业冶炼金属实际情况的是()ACu2SO22CuSO2B2Ag2O4AgO2CFe2O33CO2Fe3CO2D2AlCl3(熔融)2Al3Cl2答案D1下列物质中含铜元素的是()A天石 B孔雀石C赤铁矿 D石灰石答案B解析孔雀石的主要成分为CuCO3Cu(OH)2。2下列关于金属冶炼的说法正确的是()A金属冶炼的本质是将化合态金属还原为游离态，冶炼方法由金属的活动性决定B铜的湿法冶炼是将金属钠投入到CuSO4溶液中，从而置换出铜C铁通常采用热还原法冶炼，加入石灰石的目的是除去过量的碳D用海水
7、为原料制得精盐，再电解纯净的NaCl溶液可制得金属钠答案A解析A项，关于金属冶炼的本质和方法的叙述是正确的；B项，湿法炼铜是用铁置换出铜；C项，炼铁中加入石灰石是为了除去二氧化硅杂质；D项，工业电解熔融的NaCl来制取Na。3工业上制备下列金属，采用的化学反应原理正确的是()A镁：2MgO(熔融)2MgO2B钙：CaOCCaCOC锰：3MnO24Al3Mn2Al2O3D汞：HgSHgS答案C解析工业上电解熔融的氯化镁来制取金属Mg，A错误；钙的工业制法与镁相似，电解熔融的氯化钙，B错误；工业制取Mn用还原法，单质Al与二氧化锰发生置换反应，C正确；汞单质的制取用加热分解法，分解HgO得到Hg单质，D错误。4下列各种冶炼方法中，可制得相应金属的为()A高温分解碳酸钙B电解熔融氯化镁C氧化铝和焦炭混合加热D电解饱和食盐水答案B5(2018大连高一检测)冶炼金属常用以下几种方法：以C、CO或H2作还原剂利用铝热反应原理还原电解法热分解法。下列金属各采用哪种方法还原最佳。(1)Fe、Zn、Cu等中等活泼金属_(填序号，不同)。(2)Na、Mg、Al等活泼或较活泼金属_。(3)Hg、Ag等不活泼金属_。(4)V、Cr、Mn、W等高熔点金属_。答案(1)(2)(3)(4)解析中等活泼的金属用热还原法冶炼；活泼金属用电解法冶炼；不活泼金属用热分解法冶炼；高熔点金属用铝热法冶炼。
