金属矿物与冶炼教案

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1、金属矿物与冶炼教学目的1．了解地壳中金属的含量，掌握常见的金属矿物；2．掌握实验室模拟炼铁的原理、装置、操作、现象、注意事项和产物验证；3．掌握工业炼铁的原理、原料、设备、产物，熟练书写相关化学方程式；4．知道生铁和钢的区别，掌握含杂质物质的化学方程式的计算。1、冠军的味道！2、妈妈的法宝！3、爱情的见证同同大家知道这些金属是怎么炼制的？自然界有没有现成的金属单质存在？？黄铁矿(FeS2)磁铁矿(Fe3O4)菱铁矿(FeCO3)赤铁矿(Fe2O3)（一）金属在自然界的存在（1）绝大多数金属在自然界中是以化合物形态（化合态）存在，少数不活泼的金属，如金（Au

2、）银（Ag）铂（Pt）等以单质形态（游离态）存在。（2）地壳中含量最多的金属是铝（Al），占地壳总质量的7.73%，其次是铁（Fe）钙（Ca）钠（Na）等（3）自然界以化合态存在的金属主要是以矿石的形式存在，如：赤铁矿（Fe2O3）磁铁矿（Fe3O4）黄铁矿（FeS2）孔雀石（Cu2（OH）2CO3）铝土矿（Al2O3）（二）模拟炼铁（*重点*）（1）实验装置图：（2）实验操作：先通CO（排净装置内空气，放置加热时发生爆炸）再加热，当反应结束后，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）。（3）

3、实验现象：玻璃管内红棕色的粉末变成黑色，导管末端澄清石灰水变浑浊。（4）发生的反应：Fe2O3+3CO==2Fe+3CO2;Ca(OH)2+CO2=CaCO3↓+H2O(5)产物：铁和二氧化碳，为了验证反应的生成物，可用磁铁吸引黑色粉末能被吸起，证明有铁生成（或取反应后的物质，向其中滴加稀盐酸有气泡生成，证明有铁生成，反应的化学方程式：Fe+2HCl=FeCl2+H2↑）为了验证一氧化碳的氧化产物，将反应后的气体通入澄清石灰水中，澄清的石灰水变浑浊，证明有二氧化碳生成，反应的化学方程式：Ca(OH)2+CO2=CaCO3↓+H2O注意：一氧化碳有毒，反应后

4、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，负责污染空气。模拟炼铁得到的是纯净的铁，而高炉炼铁得到的是生铁。（三）工业炼铁（*重点*）原料：铁矿石、焦炭、石灰石、空气原理：Fe2O3+3CO==2Fe+3CO2;设备：高炉产物：生铁(铁合金、混合物)高炉中发生的反应：C+O2=CO2;CO2+C=2CO;Fe2O3+3CO==2Fe+3CO2;CaCO3=CaO+CO2↑（四）生铁和钢（*重点*）（1）生铁：生铁是指含碳2%--4.3%，以及少量磷和硫的铁合金。它硬而脆，不利于加工，可铸不可锻。（2）钢：钢是含碳量为0.03%--2%，

5、不含或含少量磷、硫杂质的铁合金。钢硬而韧，有弹性，可铸可锻。（五）氢气和一氧化碳还原金属氧化物的异同（*难点*）（1）氢气是单质，一氧化碳是化合物，所以氢气和金属氧化物的反应属于置换反应；一氧化碳属于氧化物，反应不是置换反应。（2）氢气无毒，尾气无需处理；一氧化碳有毒，装置需密闭，尾气需要点燃或者收集处理。（3）氢气的反应物是水，试管口应略向下倾斜，不然可能使水倒流引起试管破裂；一氧化碳的反应产物是气体（4）氢气的反应产物是水，可观察到有水珠产生，检验一氧化碳的产物二氧化碳时利用澄清石灰水。（六）含有杂质的反应物或生成物的有关计算（*难点*）（1）金属冶炼

6、选择矿石的标准：矿石容易获得、金属元素的含量高、冶炼时不会产生污染空气的物质等。（2）实际生产过程中，所用的原料一般都含有杂质，在计算用料和产量时，应考虑到杂质问题。（3）化学方程式所表示的都是纯净物发生化反应时的相互关系，各化学式所表示的量是纯净物之间的质量关系，现实生活中绝对纯净的物质不存在，所以进行化学计算时不不纯的物质换成纯物质的质量进行计算：纯度=纯物质的质量/不纯物质的质量*100%=1-杂质的质量分数纯物质的质量=不纯物质的质量*纯度；不纯物质的质量=纯物质的质量/纯度。基础训练1．人类利用金属的历史经历了从青铜器时代到铁器时代，再到铝合金大

7、量使用的过程。这一事实与下列因素有关的是（）A．地壳中金属元素的含量B．金属的导电性、延展性新*课标*第*一*网C．金属的活动性D．金属冶炼的水平2．人类在生产、生活中经常使用铁。下列关于铁的说法正确的是（）A．铁矿石在地壳中含量最丰富，可以随意开采B．生铁是含少量碳的铁合金C．废弃铁制品回收成本太高，属于不可回收垃圾D．纯铁比生铁硬，不锈钢比纯铁的防腐蚀性能差3．钛（Ti）和铁（Fe）都是有广泛用途的金属，某钛铁矿中Ti显+4价，Fe显+2价，该钛铁矿的化学式是（）A．FeTiO3B．FeTiO4C．Fe2TiO3D．FeTi2O4高温4．碳在高温下可以

8、和氧化铁反应，化学方程式可表示为：2Fe2O3+3C4Fe+3CO