滬科版九年級(jí)化學(xué)教案第五單元第2節(jié) 金屬礦物 鐵的冶煉

3/33/33/3第5章金屬的冶煉與利用第2節(jié)金屬礦物鐵的冶煉本節(jié)由常見(jiàn)金屬礦物的照片以及資料“地殼中金屬元素含量〞柱形圖引入,簡(jiǎn)單介紹了地球上及我國(guó)的金屬資源情況〔展示幾種礦石標(biāo)本〕。人類(lèi)對(duì)地球上金屬礦物資源的利用主要是用來(lái)冶煉金屬,而其中冶煉量最大的是鐵。因此,教材很自然地轉(zhuǎn)入到對(duì)鐵的冶煉的討論。教材除簡(jiǎn)要地介紹了我國(guó)大型鐵礦外,主要是通過(guò)觀察與思考,說(shuō)明從鐵礦石中將鐵復(fù)原出來(lái)的化學(xué)反響原理,并結(jié)合煉鐵的實(shí)際情況,以交流討論的方式介紹了化學(xué)方程式計(jì)算中有關(guān)雜質(zhì)問(wèn)題的計(jì)算。最后通過(guò)拓展視野介紹金屬的冶煉方法。這樣,把化學(xué)原理、計(jì)算和生產(chǎn)實(shí)際緊密地結(jié)合在一起,使學(xué)習(xí)活動(dòng)成為有機(jī)的整體,有利于學(xué)生主動(dòng)參與學(xué)習(xí)?！窘虒W(xué)目標(biāo)】1.知識(shí)與技能〔1〕了解一些常見(jiàn)金屬礦物〔鐵礦、鋁礦等〕的主要成分?！?〕了解從鐵礦石中將鐵復(fù)原出來(lái)的方法?！?〕知道工業(yè)煉鐵的原理、設(shè)備及原料。〔4〕掌握一氧化碳復(fù)原氧化鐵實(shí)驗(yàn)的裝置及考前須知。2.過(guò)程與方法〔1〕通過(guò)對(duì)工業(yè)上鐵的冶煉原理的探討與研究,培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用知識(shí)于實(shí)際生活的能力。〔2〕提高學(xué)生分析和解決實(shí)際問(wèn)題的能力及創(chuàng)新思維能力?！?〕認(rèn)識(shí)金屬材料在生產(chǎn)、生活和社會(huì)開(kāi)展中的重要作用。3.情感、態(tài)度與價(jià)值觀提高學(xué)生分析、綜合、推理、比照等能力?！窘虒W(xué)重點(diǎn)】〔1〕“一氧化碳與氧化鐵反響〞的演示實(shí)驗(yàn)?！?〕鐵的冶煉原理?！?〕工業(yè)煉鐵的化學(xué)原理、設(shè)備及原料?！窘虒W(xué)難點(diǎn)】冶煉鐵的原理和含雜質(zhì)等不純量的化學(xué)方程式的計(jì)算?！窘虒W(xué)準(zhǔn)備】多媒體課件〔內(nèi)容為常見(jiàn)礦石的圖片、我國(guó)鋼鐵冶煉廠的簡(jiǎn)介、一氧化碳復(fù)原氧化鐵的實(shí)驗(yàn)?zāi)M演示、根據(jù)化學(xué)方程式計(jì)算的例題講解幻燈片等〕；礦石樣品?！拘抡n引入】上節(jié)課我們學(xué)習(xí)了金屬的性質(zhì),了解鐵、鋁、銅等一些金屬的物理性質(zhì)和化學(xué)性質(zhì)。那么大家知道這些金屬是怎么來(lái)的嗎？在自然界能找到這些金屬嗎？它們是以什么形式存在的？這節(jié)課我們學(xué)習(xí)金屬礦物和鐵的冶煉?！景鍟?shū)】第2節(jié)金屬礦物鐵的冶煉一、常見(jiàn)的金屬礦物【交流展示】學(xué)生出示課外收集到的礦石樣品〔重晶石、赤鐵礦石等〕,閱讀有關(guān)礦石的產(chǎn)地、產(chǎn)量、鋼鐵廠的名稱(chēng)等背景資料,課件展示教材123頁(yè)圖5-7和圖5-8地殼中金屬的含量和礦石標(biāo)本?！局笇?dǎo)閱讀】閱讀教材,解讀插圖,討論煉鐵時(shí)鐵礦石選取的方案,使學(xué)生弄清楚為什么選取這種礦石的原因。思考以下問(wèn)題：〔1〕地殼中鐵的含量在金屬中居于第幾位？自然界中鐵元素以何種形式存在？〔2〕你知道的鐵礦石有哪些？我國(guó)的鐵礦主要分布在哪些地區(qū)？〔3〕就你所知的歷史知識(shí),你知道我國(guó)勞動(dòng)人民早在什么時(shí)期就創(chuàng)造了煉鐵和使用鐵器了？〔4〕人類(lèi)冶煉最多、在生產(chǎn)生活中應(yīng)用最廣泛的金屬是什么？【交流】除了金外,像銀、鉑這些化學(xué)性質(zhì)不活潑的金屬以單質(zhì)形式存在以外,其余大多數(shù)金屬在自然界中以化合物的形式存在?；蠎B(tài)的金屬在自然界中以礦物的形式存在。含有礦物的巖石稱(chēng)為礦石?！具^(guò)渡】既然鐵在日常生活和國(guó)民生產(chǎn)中的地位如此重要,那么,我們有必要了解和掌握以鐵礦石為原料冶煉出鐵的反響原理及過(guò)程。下面我們以主要成分為Fe2O3的赤鐵礦為例,來(lái)學(xué)習(xí)研究如何實(shí)現(xiàn)鐵的冶煉?！景鍟?shū)】二、鐵的冶煉【閱讀思考】閱讀124頁(yè)“觀察與思考〞?！驹O(shè)問(wèn)】鐵礦石是怎樣煉成鐵的？【播放視頻】一氧化碳與氧化鐵反響的實(shí)驗(yàn)過(guò)程。1.實(shí)驗(yàn)步驟：①檢驗(yàn)裝置的氣密性；②裝入藥品并固定；③向玻璃管內(nèi)通入一氧化碳?xì)怏w；④給氧化鐵加熱；⑤停止加熱；⑥停止通一氧化碳；⑦將黑色粉末倒在白紙上,看其能否被磁鐵吸起?！睠O：早出晚歸,酒精燈：遲到早退〕2.實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：紅棕色粉末逐漸變成黑色,澄清的石灰水變渾濁,尾氣燃燒并產(chǎn)生藍(lán)色火焰。黑色粉末可以被磁鐵吸引。【提問(wèn)】實(shí)驗(yàn)中為什么要先通一段時(shí)間CO,再加熱Fe2O3？【交流】反響前,先通入CO,再加熱。目的是為了排盡裝置內(nèi)的空氣,防止加熱時(shí)CO與空氣混合發(fā)生爆炸?！咎釂?wèn)】澄清石灰水的作用是什么？【交流】驗(yàn)證一氧化碳的氧化產(chǎn)物,是否生成二氧化碳?！咎釂?wèn)】點(diǎn)燃從尖嘴管口排出氣體的目的是什么？【交流】一氧化碳有毒,反響后的尾氣不能直接排放到空氣中,正確的做法是：收集起來(lái)或者點(diǎn)燃燒掉,防止污染空氣?！咎釂?wèn)】實(shí)驗(yàn)結(jié)束前應(yīng)如何操作,才能保證得到較純潔的鐵粉？【交流】反響結(jié)束后,先停止加熱繼續(xù)通一氧化碳至試管冷卻,防止石灰水倒吸入玻璃管,使玻璃管炸裂,防止新進(jìn)入的空氣將熱的鐵氧化。【提問(wèn)】如何驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)中產(chǎn)生了鐵？【交流】可用磁鐵吸引黑色粉末,能被吸起,證明有鐵生成〔或取反響后的物質(zhì),向其中滴加稀鹽酸有氣泡生成,證明有鐵生成,反響的化學(xué)方程式：Fe+2HClFeCl2+H2↑。【過(guò)渡】上述實(shí)驗(yàn)是實(shí)驗(yàn)室模擬鐵的冶煉過(guò)程,工業(yè)上鐵的冶煉原理雖與上述實(shí)驗(yàn)相同,但其規(guī)模、條件、裝置與此差異很大?！景鍟?shū)】三、工業(yè)煉鐵【投影】投影展示煉鐵高爐結(jié)構(gòu)。假設(shè)有條件,最好能播放工業(yè)生產(chǎn)中冶煉鐵的錄像?！局v解】1.煉鐵的原料：鐵礦石(提供鐵元素)、焦炭(a.提供熱源、維持爐溫；b.制復(fù)原劑)、石灰石(制造爐渣)和空氣(提供氧氣)。2.煉鐵的設(shè)備：高爐【投影】3.煉鐵的原理：在高溫條件下,利用焦炭與氧氣反響生成的復(fù)原劑一氧化碳將鐵從鐵礦石中復(fù)原出來(lái)?！拘〗Y(jié)】由于鐵礦石含雜質(zhì)較多,實(shí)際煉鐵過(guò)程中,把鐵礦石煉成鐵是一個(gè)復(fù)雜的過(guò)程。工業(yè)上煉鐵時(shí),把鐵礦石、焦炭、石灰石一起參加高爐,在高溫下,利用焦炭與氧氣反響生成的一氧化碳把鐵從鐵礦石中復(fù)原出來(lái)?！具^(guò)渡】在實(shí)際生產(chǎn)中,所用的原料或產(chǎn)物一般都是含有雜質(zhì)的。因此,在實(shí)際生產(chǎn)中必然會(huì)涉及到雜質(zhì)的計(jì)算問(wèn)題?！景鍟?shū)】四、有關(guān)雜質(zhì)問(wèn)題的計(jì)算純物質(zhì)質(zhì)量＝混合物質(zhì)量×純度混合物質(zhì)量＝純物質(zhì)質(zhì)量÷純度【講解】學(xué)習(xí)三類(lèi)計(jì)算題1.礦石求生鐵〔或鐵〕〔125頁(yè)“交流與討論〞〕。練習(xí)：用1000t含氧化鐵80%的赤鐵礦石,理論上可以煉出含鐵96%的生鐵多少?lài)崳?.生鐵求礦石例：某煉鐵廠每天生產(chǎn)純度95%的生鐵70t,問(wèn)該廠每天最少需用含雜質(zhì)20%的赤鐵礦(含F(xiàn)e2O3)多少?lài)崳?.求鐵合金的含碳量,判斷是生鐵還是鋼。將10g鋼鐵樣品置于氧氣流中灼燒,得到了0.2g二氧化碳。問(wèn)此樣品的含碳量是多少？它是鋼還是生鐵？(0.54%；是鋼)【小結(jié)】有關(guān)化學(xué)方程式的計(jì)算都是純物質(zhì)的計(jì)算,在實(shí)際生產(chǎn)時(shí),所用的原料或產(chǎn)物一般都含有雜質(zhì),在計(jì)算用料、或產(chǎn)量時(shí),要把含雜質(zhì)的質(zhì)量換算成純物質(zhì)的質(zhì)量。【過(guò)渡】金屬冶煉還有哪些方法？【閱讀】學(xué)生閱讀125頁(yè)“拓展視野〞。【投影】1.熱分解法在金屬活動(dòng)性順序中,K、Na、Ca、Al等活潑金屬的復(fù)原性很強(qiáng),都很容易失去電子,因此不能用一般的方法和復(fù)原劑使其從化合物中復(fù)原出來(lái),只能用通電分解其熔融鹽或氧化物的方法來(lái)冶煉。3.濕法冶金〔金屬〕用活潑金屬將一些不太活潑的金屬?gòu)钠潲}溶液中置換出來(lái)。適于處理金屬含量較低和成分比擬復(fù)雜的原料,如有色金屬和稀有金屬。Fe+CuSO4FeSO4+Cu4.熱復(fù)原法利用復(fù)原劑在高溫下將金屬?gòu)幕衔镏袕?fù)原出來(lái)?！菊n堂小結(jié)】本節(jié)課我們主要學(xué)習(xí)了金屬資源概況、鐵的冶煉及有關(guān)雜質(zhì)問(wèn)題的計(jì)算等知識(shí)。課后必須熟記這節(jié)涉及到的化學(xué)方程式?！静贾米鳂I(yè)】完成課時(shí)對(duì)應(yīng)練習(xí),并提醒學(xué)生預(yù)習(xí)下一節(jié)的內(nèi)容。一、常見(jiàn)的金屬礦物二、鐵的冶煉三、工業(yè)煉鐵四、有關(guān)雜質(zhì)問(wèn)題的計(jì)算純物質(zhì)質(zhì)量=混合物質(zhì)量×純度混合物質(zhì)量=純物質(zhì)質(zhì)量÷純度化學(xué)方程式