沪科版九年级化学教案第五单元第2节 金属矿物 铁的冶炼

3/33/33/3第5章金属的冶炼与利用第2节金属矿物铁的冶炼本节由常见金属矿物的照片以及资料“地壳中金属元素含量〞柱形图引入,简单介绍了地球上及我国的金属资源情况〔展示几种矿石标本〕。人类对地球上金属矿物资源的利用主要是用来冶炼金属,而其中冶炼量最大的是铁。因此,教材很自然地转入到对铁的冶炼的讨论。教材除简要地介绍了我国大型铁矿外,主要是通过观察与思考,说明从铁矿石中将铁复原出来的化学反响原理,并结合炼铁的实际情况,以交流讨论的方式介绍了化学方程式计算中有关杂质问题的计算。最后通过拓展视野介绍金属的冶炼方法。这样,把化学原理、计算和生产实际紧密地结合在一起,使学习活动成为有机的整体,有利于学生主动参与学习。【教学目标】1.知识与技能〔1〕了解一些常见金属矿物〔铁矿、铝矿等〕的主要成分。〔2〕了解从铁矿石中将铁复原出来的方法。〔3〕知道工业炼铁的原理、设备及原料。〔4〕掌握一氧化碳复原氧化铁实验的装置及考前须知。2.过程与方法〔1〕通过对工业上铁的冶炼原理的探讨与研究,培养学生运用知识于实际生活的能力。〔2〕提高学生分析和解决实际问题的能力及创新思维能力。〔3〕认识金属材料在生产、生活和社会开展中的重要作用。3.情感、态度与价值观提高学生分析、综合、推理、比照等能力。【教学重点】〔1〕“一氧化碳与氧化铁反响〞的演示实验。〔2〕铁的冶炼原理。〔3〕工业炼铁的化学原理、设备及原料。【教学难点】冶炼铁的原理和含杂质等不纯量的化学方程式的计算。【教学准备】多媒体课件〔内容为常见矿石的图片、我国钢铁冶炼厂的简介、一氧化碳复原氧化铁的实验模拟演示、根据化学方程式计算的例题讲解幻灯片等〕；矿石样品。【新课引入】上节课我们学习了金属的性质,了解铁、铝、铜等一些金属的物理性质和化学性质。那么大家知道这些金属是怎么来的吗？在自然界能找到这些金属吗？它们是以什么形式存在的？这节课我们学习金属矿物和铁的冶炼。【板书】第2节金属矿物铁的冶炼一、常见的金属矿物【交流展示】学生出示课外收集到的矿石样品〔重晶石、赤铁矿石等〕,阅读有关矿石的产地、产量、钢铁厂的名称等背景资料,课件展示教材123页图5-7和图5-8地壳中金属的含量和矿石标本。【指导阅读】阅读教材,解读插图,讨论炼铁时铁矿石选取的方案,使学生弄清楚为什么选取这种矿石的原因。思考以下问题：〔1〕地壳中铁的含量在金属中居于第几位？自然界中铁元素以何种形式存在？〔2〕你知道的铁矿石有哪些？我国的铁矿主要分布在哪些地区？〔3〕就你所知的历史知识,你知道我国劳动人民早在什么时期就创造了炼铁和使用铁器了？〔4〕人类冶炼最多、在生产生活中应用最广泛的金属是什么？【交流】除了金外,像银、铂这些化学性质不活泼的金属以单质形式存在以外,其余大多数金属在自然界中以化合物的形式存在。化合态的金属在自然界中以矿物的形式存在。含有矿物的岩石称为矿石。【过渡】既然铁在日常生活和国民生产中的地位如此重要,那么,我们有必要了解和掌握以铁矿石为原料冶炼出铁的反响原理及过程。下面我们以主要成分为Fe2O3的赤铁矿为例,来学习研究如何实现铁的冶炼。【板书】二、铁的冶炼【阅读思考】阅读124页“观察与思考〞。【设问】铁矿石是怎样炼成铁的？【播放视频】一氧化碳与氧化铁反响的实验过程。1.实验步骤：①检验装置的气密性；②装入药品并固定；③向玻璃管内通入一氧化碳气体；④给氧化铁加热；⑤停止加热；⑥停止通一氧化碳；⑦将黑色粉末倒在白纸上,看其能否被磁铁吸起。〔CO：早出晚归,酒精灯：迟到早退〕2.实验现象：红棕色粉末逐渐变成黑色,澄清的石灰水变浑浊,尾气燃烧并产生蓝色火焰。黑色粉末可以被磁铁吸引。【提问】实验中为什么要先通一段时间CO,再加热Fe2O3？【交流】反响前,先通入CO,再加热。目的是为了排尽装置内的空气,防止加热时CO与空气混合发生爆炸。【提问】澄清石灰水的作用是什么？【交流】验证一氧化碳的氧化产物,是否生成二氧化碳。【提问】点燃从尖嘴管口排出气体的目的是什么？【交流】一氧化碳有毒,反响后的尾气不能直接排放到空气中,正确的做法是：收集起来或者点燃烧掉,防止污染空气。【提问】实验结束前应如何操作,才能保证得到较纯洁的铁粉？【交流】反响结束后,先停止加热继续通一氧化碳至试管冷却,防止石灰水倒吸入玻璃管,使玻璃管炸裂,防止新进入的空气将热的铁氧化。【提问】如何验证实验中产生了铁？【交流】可用磁铁吸引黑色粉末,能被吸起,证明有铁生成〔或取反响后的物质,向其中滴加稀盐酸有气泡生成,证明有铁生成,反响的化学方程式：Fe+2HClFeCl2+H2↑。【过渡】上述实验是实验室模拟铁的冶炼过程,工业上铁的冶炼原理虽与上述实验相同,但其规模、条件、装置与此差异很大。【板书】三、工业炼铁【投影】投影展示炼铁高炉结构。假设有条件,最好能播放工业生产中冶炼铁的录像。【讲解】1.炼铁的原料：铁矿石(提供铁元素)、焦炭(a.提供热源、维持炉温；b.制复原剂)、石灰石(制造炉渣)和空气(提供氧气)。2.炼铁的设备：高炉【投影】3.炼铁的原理：在高温条件下,利用焦炭与氧气反响生成的复原剂一氧化碳将铁从铁矿石中复原出来。【小结】由于铁矿石含杂质较多,实际炼铁过程中,把铁矿石炼成铁是一个复杂的过程。工业上炼铁时,把铁矿石、焦炭、石灰石一起参加高炉,在高温下,利用焦炭与氧气反响生成的一氧化碳把铁从铁矿石中复原出来。【过渡】在实际生产中,所用的原料或产物一般都是含有杂质的。因此,在实际生产中必然会涉及到杂质的计算问题。【板书】四、有关杂质问题的计算纯物质质量＝混合物质量×纯度混合物质量＝纯物质质量÷纯度【讲解】学习三类计算题1.矿石求生铁〔或铁〕〔125页“交流与讨论〞〕。练习：用1000t含氧化铁80%的赤铁矿石,理论上可以炼出含铁96%的生铁多少吨？2.生铁求矿石例：某炼铁厂每天生产纯度95%的生铁70t,问该厂每天最少需用含杂质20%的赤铁矿(含Fe2O3)多少吨？3.求铁合金的含碳量,判断是生铁还是钢。将10g钢铁样品置于氧气流中灼烧,得到了0.2g二氧化碳。问此样品的含碳量是多少？它是钢还是生铁？(0.54%；是钢)【小结】有关化学方程式的计算都是纯物质的计算,在实际生产时,所用的原料或产物一般都含有杂质,在计算用料、或产量时,要把含杂质的质量换算成纯物质的质量。【过渡】金属冶炼还有哪些方法？【阅读】学生阅读125页“拓展视野〞。【投影】1.热分解法在金属活动性顺序中,K、Na、Ca、Al等活泼金属的复原性很强,都很容易失去电子,因此不能用一般的方法和复原剂使其从化合物中复原出来,只能用通电分解其熔融盐或氧化物的方法来冶炼。3.湿法冶金〔金属〕用活泼金属将一些不太活泼的金属从其盐溶液中置换出来。适于处理金属含量较低和成分比拟复杂的原料,如有色金属和稀有金属。Fe+CuSO4FeSO4+Cu4.热复原法利用复原剂在高温下将金属从化合物中复原出来。【课堂小结】本节课我们主要学习了金属资源概况、铁的冶炼及有关杂质问题的计算等知识。课后必须熟记这节涉及到的化学方程式。【布置作业】完成课时对应练习,并提醒学生预习下一节的内容。一、常见的金属矿物二、铁的冶炼三、工业炼铁四、有关杂质问题的计算纯物质质量=混合物质量×纯度混合物质量=纯物质质量÷纯度化学方程式