《金属冶炼和金属材料的保护》导学案1

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1、《金属冶炼和金属材料的保护》导学案【学习目标】1、了解金屈在自然界中的存在形态。2、掌握金属的冶炼原理和冶炼方法。3、了解钢铁的冶炼及铝的冶炼的主要设备和有关原理。【重点难点】高炉炼铁及电解法炼铝的原理、生产过程和主要设备。【课前预习】【情景材料】不同金属的化学活动性不同，它们在自然界中存在形式也各不相同。少数化学性质不活泼的金属，在自然界屮能以游离态存在，如金、釦、铜、银；化学性质比较活泼的金屈，在自然界中以化合态存在。大多数金属在自然界中是以化合态存在的，如铝以铝土矿形式存在，铁以铁矿石形式存在。人们日常应用的金属材料，多为合金或纯金属，这就要求人闪必须把金属从

2、从矿物中提炼出來，也就是金属的冶炼，我们这节课介绍几种金属的冶炼方法。【预习内容】根据教材有关内容填写下列空白：一、从矿石屮获得金属的基本问题1、获得金屈材料的过程获得金属材料首先要通过方法把屮提取出来，一般要经过和(主要包括、、等工序)及阶段。2^金属冶炼的基本原理金属冶炼的基本原理是3、金属冶炼的方法⑴火法冶金：是扌旨的冶金方法。(2)湿法冶金：是指的冶金过程。二、钢铁的冶炼1、生铁的冶炼⑴儿种矿石的主要成分：磁铁矿,赤铁矿,褐铁矿黄铁矿o(2)原理：在髙温下用o以赤铁矿为例，用方程式表示为：3CO+FC2O3高温2Fe+3CO2。(3)原料：、、、。(4)石灰

3、石的作用：,有关方程式为：O(5)设备：o2、钢的冶炼(1)原理：在高温下用，再添加硅、猛、铝等其他合金作为，调整钢水的成分。(2)原料：°(3)主要的反应:3、铝的冶炼⑴原料：，(2)提纯A12O3,用化学反应方程式表示为：①;②;③O(3)电解A12O3①电解质是，加入少量降低熔点的物质是，阳极和阴极的材料是在电解槽屮进行。②电解原理：总反应式：0电极反应：阳极：;阴极：,【堂中互动】【问题探究1】从氧化物、碳酸盐、硫化物屮冶炼金属有哪些不同？为什么？【教师点拨】关键从冶炼的实质出发，结合物质的性质把握其区别。由于金屈的活动性不同，金屈离子得到电子还原成金屈原子

4、的能力也就不同，因此，对于不同活性的金屈离子就必须采取不同的还原方法进行冶炼。分析解答:以氧化物形式存在的金属矿石可直接用还原剂还原，如生铁的冶炼；以碳酸盐形式存在的金属矿则可通过锻烧（在缺少空气条件下加热至高温但不使炉料熔化）分解生成金属氧化物或金属，然后再将金属氧化物还原；以硫化物形式存在的金属矿，由于低价硫的存在，所以先要焙烧（在有空气条件下加热至高温但不使炉料熔化）生成金属氧化物或金属，然后再将金属氧化物述原。【即学即练1】在冶金工业上，均不能用通常化学还原剂制得的金属组是（）A、Na,Ba,Mg,AlB、Na,K,Zn,FeC、Zn,Fe,Cu,AgD、M

5、g,Al,Zn,Fe【答案】A【解析】金属的冶炼方法，根据金属的活动性归纳如下：方法名称冶炼的金属举例电解法K〜A1熔融电解2A12O34A1+3O4冰晶石还原剂法Zn~Cu2Al+Fc?O?高温2Fe+AbO?加热法Hg、AgHgS+CkAHg+SO2因为活泼金属的阳离子氧化性很弱，一般还原剂难以将它还原为金属，所以釆用电解法,不活泼金属的阳离子氧化性强，加热时可从化合物内部得电子被还原成单质，所以可用加热法。【问题探究2】高炉炼铁产生的废气、废渣的成分是什么？炼铁和炼钢的主要反应原理有何异同？【分析解答】高炉炼铁中产生的废气、废渣的主要成分：废气有CO、CO2、

6、SO?、NO2,炉渣有CaSiCh、少量含C、P、S、Si、Mn的化合物及SiCh等。炼铁和炼钢的主要反应原理的比较：相同点：都是利用氧化还原反应。不同点；炼铁主要是用还原剂把铁从铁矿石中还原出来（侧重还原），而炼钢主耍是用氧化剂把牛铁中过多的碳和其他杂质氧化而除去（侧重氧化）。【即学即练2】钢铁工业对促进经济和社会发展起了重要作用。（1）炼铁高炉分为五部分，铁矿石与高温煤气主要在部分发生反应，在部分开始生成生铁和炉渣。（2）炼钢时，除磷的化学方程式为；加入硅、镭和铝的目的是Q(2)不锈钢含有的Cr元素是在炼钢过程的氧吹(填“前”或诟”)加入，原因是o(3)炼铁和炼

7、钢生产中，尾气均含有的主要污染物是o从坏保和经济角度考虑，上述尾气经处理可用作0【答案】(1)炉身；炉腰(2)2P+5FeO+3CaO輕Ca3(PO4)2+5Fe；脱氧和调整钢的成分(3)后；避免Cr被氧化(或“氧吹前加入，Cr会形成炉渣被除去”)(4)C0；燃料(或还原剂)【解析】熟练掌握教科书中有关钢铁生产的原理。高炉分为炉身、炉腰、炉腹，铁矿石被CO在炉身屮还原，发生反应：FC2O3+3CO摯2FC+3CO2。炼铁屮加入硅、镒和铝的目的是为了调节硫、磷的含量，降低碳的含量。【问题探究3】铝土矿的主要成分是AI2O3,另外含有Fe2O3SiO2等，怎样从铝土