《第2节 金属矿物 铁的冶炼》教案1

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1、《第2节金属矿物铁的冶炼》教案教学目标知识与技能1.了解金属的物理特征，能区分常见的金属和非金属。2.通过对金属性质的实验探究，学习利用实验认识物质的性质的方法。3.初步形成物质的性质决定物质的用途的观点。4.知道铁的冶炼方法。过程和方法1.通过对学习内容的课外调查和有关资料的查阅，培养学生从多种渠道获取信息的能力。2.积极主动与他人进行交流和讨论，清楚地表达自己的观点。3.提出问题，进行初步的科学探究。情感态度与价值观1.以金属的应用为载体，创设教学情景，激发学生的学习兴趣。2.充分发挥学生的主体作用，适时地进行辨证唯物主义教育。教学重点通过实验探

2、究来认识物质的性质。教学难点形成物质的性质决定物质的用途的观点。教学过程设问：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、铜矿石、铝矿石有哪些？我国的铁矿主要分布在哪些地区？3、人类冶炼最多、在生产生活中应用最广泛的金属是什么？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应原理及过程。铁矿的主要成分都是铁的化合物，冶铁是把铁矿变为金属铁的过程。一、常见的金属矿物1.常见的金属矿物：铁、铜、铝矿及其存在形态。2.金属的冶炼：使金属矿物变成金属的过程。引导：今

3、天我们以主要成分为Fe2O3的赤铁矿为例，来学习研究如何实现铁的冶炼。对比Fe2O3与Fe组成上的区别，请大胆假设，如何实现从Fe2O3到Fe的转变。Fe2O3与Fe的组成上均含有Fe元素，不同之处在于Fe少了O元素，要使Fe2O3转变为Fe，可从下列方面入手：（1）可在一定条件下，使Fe2O3直接失氧，转变为铁；（2）可加入某类物质，让其与Fe2O3中的O元素结合，主动夺取Fe2O3中的“O”元素，使Fe2O3转变为金属Fe。通常把金属（如铁）跟氧气结合生成金属氧化物（如氧化铁）的过程称为金属的氧化。金属氧化物跟焦碳、氢气、一氧化碳等物质反应，失去

4、氧转化为金属的过程称为金属氧化物的还原。3.金属冶炼的方法：（1）还原法：把金属矿物与焦炭、氢气、一氧化碳等还原性物质一起加热反应。（2）电解法：活泼金属很难从其矿石中还原出来，需要用电解法。如：电解熔融氧化铝制铝，电解熔融氯化钠制钠。（3）分解法：有些金属的氧化物受热容易分解，可以用简单加热的方法得到。强调：金属Fe的活动性不是很强，可选择加入其它易得氧的物质与Fe2O3反应，以夺氧的方式还原Fe2O3。引导：我们以前所学过和接触的物质中，哪些可以和“O”结合，形成新的物质？答：Mg、H2、C、S、CO、P、Cu等物质可实现以上变化。引导：从理论上

5、讲，这些物质都可以实现所需转变，但从经济效益、环境保护、人体健康及安全角度出发，我们一般选择C或CO。现以CO为例，探讨铁的冶炼过程。阅读：CO与Fe2O3的反应——工业炼铁的主要原理。思考：1.实验中为什么要先通一段时间CO，再加热Fe2O3？2.澄清石灰水的作用是什么？实验中会出现什么现象？3.点燃从尖嘴管口排出气体的目的是什么？4.实验结束前应如何操作，才能保证得到较纯净的铁粉？5.如何验证实验中产生了铁？6.该实验体现了CO的哪些化学性质。右边处装置的作用：①验证CO还原氧化铁的产物是二氧化碳。②除去多余的CO，防止它污染空气。二、铁的冶炼（

6、一）实验室模拟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。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。3CO+Fe2O3======2Fe+3CO23．注意事项：（1）反应前，先通入CO，再加热。目的是为了排尽装置内的空气，避免加热时CO与空气混合发生爆炸。（2）反应后，先撤走酒精灯，等固体冷却后再停止通一氧化碳。目的是为了使固体产物冷却，高温防止铁在较高的温度下

7、重新被氧化；同时还可以防止石灰水倒吸。（3）尾气处理：由于一氧化碳有毒，故尾气要点燃或收集除去，防止污染空气设问：如果将CO改为H2还要进行尾气处理吗？（不用，因为H2无毒）（二）工业炼铁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、制还原剂）、石灰石（制造炉渣）和空气（提供氧气）2．炼铁的设备：高炉3．炼铁的原理：在高温条件下，利用焦炭与氧气反应生成的还原剂一氧化碳从铁矿石中将铁还原出来。主要反应：2C+O2======2CO（C+CO2===2COC+O2===CO2）3CO+Fe2O3===2Fe+3CO2CaCO3=

8、==CaO+CO2↑CaO+SiO2==CaSiO3（炉渣——可用于制水泥）尾气主要成分：CO和CO2（需经