金属资源利用和保护教案标准版Word文档格式.docx

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教学过程

教学环节

教学内容

学生活动设计

一、导入新课

导入新课

【引入】地球上的金属资源广泛地存在于地壳和浩瀚的海洋中，除了少数很不活泼的金属如金、银等有单质形式存在外，其余都以化合物形式存在。

如常说的“沙里淘金”就是这个原因，所以，虽然金在地壳中的含量很低，但人类很久以前就发现了金。

【学生活动】

请同学到黑板上书写化学方程式，其余同学在笔记本上书写。

【阅书】教材的15页图8－16和8－17及资料

二、课程主体内容和过程

【板书】一、金属在自然界的存在方式

大部分以化合物形式

少数以单质形式：

如AgAu

【板书】

1、铁矿石

赤铁矿Fe2O3

磁铁矿Fe3O4

菱铁矿FeCO3

2、铜矿石

辉矿石：

主要成分Cu2S

孔雀石：

主分碱式碳酸铜Cu2（OH）2CO3

问：

铁以化合物形式存在于铁矿石中，怎样从中得到单质铁呢？

常见的铁矿石中理论上最适宜炼铁的两种矿石是什么？

理由？

【解答】赤铁矿和磁铁矿，因为其他矿石不仅含铁的含量低，且会生成二氧化硫等有害气体。

（选择矿石的原则：

含铁量高，且污染少，既可以提高经济效益，又可减少环境污染。

）

【讲述】磁铁矿和赤铁矿所含的主要成分都是铁的氧化物，可以利用还原剂将它们变成单质铁。

那应该如何在实验室得到单质铁呢？

下面来做一氧化碳还原氧化铁的实验，了解实验室炼铁的方法，进一步得到工业炼铁的方法。

【板书】二、铁的冶炼

实验室冶炼（纯铁）

1、原理

Fe2O3＋3CO

2Fe＋3CO2

2、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

【一氧化碳早出晚归，酒精灯迟到早退】

3、现象：

红色粉末逐渐变为黑色【这种黑色粉末是还原出来的铁】

澄清石灰水变浑浊【证明有二氧化碳生成】，尾气燃烧生成蓝色火焰【说明为一氧化碳气体】。

2CO+O2点燃2CO2

3、注意事项

a实验前先通一会CO（目的排除装置内的空气，以免加热时一氧化碳与空气混合，可能会发生爆炸。

b实验后继续通CO至试管冷却（防止铁重新被氧化）

c实验前，先点酒精灯，后点酒精喷灯

d实验后，先熄酒精喷灯，先熄酒精灯。

4、尾气的处理：

因为一氧化碳有毒，所以尾气中的一氧化碳气体要经过点燃处理或收集备用，防止污染空气。

5、实验前要检查一氧化碳的纯度，因为一氧化碳是可燃性气体，如果其中混有空气或氧气，温度达到着火点或与明火接触可能发生爆炸。

（氢气同理）

6、试验后继续通入一氧化碳的目的：

防止氧化铁被还原成铁后，在较高的温度下重新被氧化（后果是得到铁和氧化铁的混合物）；

防止液体倒吸。

【讲述】在我国及埃及、伊朗等地出土的最早的铁器都是用陨石（天外来客－陨石中含铁量高达90％）打制的。

陨铁虽好，但其数量及其有限。

地球上的铁多于铜，可是铁器大规模的使用即铁器时代为什么会出现在铜器时代之后呢？

其关键在于炼铁比炼铜更难些，难在哪里？

学了下面的内容，再和以前学过的炼铜比较，你就明白了。

【炼铜的方法有湿法炼铜，利用铁比铜活泼，氯化铜中还原出铜；

电解方法；

火法炼铜：

硫化亚铜和氧气生成铜单质和二氧化硫，高温条件下。

】

【板书】

工业炼铁

1、原料：

铁矿石、石灰石、焦炭、空气

2、原理：

在高温下，利用还原剂CO将铁从铁矿石中还原出来

3、设备：

高炉

4、冶炼过程中发生的化学方程式

1）在高温下，焦炭跟氧气反应生成二氧化碳；

C＋O2

CO2

（2）二氧化碳被焦炭还原成一氧化碳．

CO2＋C

2CO

（3）一氧化碳再跟铁矿石中的氧化物反应，生成铁．

3CO＋Fe2O3

【拓展】为了确保CO只与Fe2O3反应，还需将矿石中含的杂质SiO2除去．石灰石高温分解成氧化钙，CaCO3

CaO＋CO2↑，氧化钙再与二氧化硅反应，CaO＋SiO2＝＝＝＝CaSiO3（硅酸钙），硅酸钙作为炉渣会从铁水中分离出来，从而达到除去二氧化硅的目的．

【讲述】从以上的活动中可以看到，是一氧化碳把铁从铁矿石中还原出来，但是这时炼出来的铁含有很多的杂质，叫生铁，所以在实际生产中，所用的原料或产物都含有杂质，在计算用料和产量时应考虑到杂质问题。

可按下列公式进行转化：

（1）混合物中某物质的质量分数（纯度）=该物质的质量/混合物的质量×

100%=1-杂志的质量分数

（2）该物质的质量=不纯物质的总质量×

该物质的质量分数

不纯物质的总质量=该物质的质量/该物质的质量分数

【例题】用2000t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？

分析：

化学方程式表示的是纯物质间的质量

关系，该物质的质量=含杂质物质的质量×

纯

物质的质量分数。

含有的杂质不能直接代入

化学方程式计算，因为杂质没有参加反应。

解：

1000t赤铁矿石中含有纯的氧化铁的质量为：

2000t×

80％=1600t，

设800t氧化铁理论可以炼出铁的质量为x，根据化学方程式就可得出结果。

Fe2O3+3CO高温2Fe+3CO2

160112

800x

160112

1600x

X==1120t

折合为含铁96%的生铁的质量：

1120÷

96%=1166.7t

答：

可以炼出含铁96％的生铁1166.7t。

【学生活动1】

阅书教材的16页（常见矿石的图片），了解矿石概念。

【学生活动2】

经过阅读教材和老师讲解的矿石概念，完成下表

【学生活动3】

让学生分析与交换不同的意见

思考这个实验需要

注意的事项

①在一氧化碳还原氧化铁的实验中，为什么要先通一氧化碳？

②实验后的尾气如何处理？

③实验前做什么准备工作？

④试验完毕后继续通入一氧化碳的目的是什么

【学生活动4】

回忆思考炼铜的方法

阅读教材，思考工业炼铁的原理、原料和设备

【学生活动5】

根据工业炼铁的原理思考并书写冶炼过程中的化学方程式

【学生活动6】

思考含有杂质的物质能否参加化学反应的计算

【学生活动7】

思考含有杂志的物质该如何参与化学计算

认真自学例题，

审题，抓住有用

信息，理解数据

含义，讨论和交

流如何将不纯物

质转化为纯净

物。

三、本课

重、难点突出

1、工业炼铁的原理、原料和设备以及冶炼过程中的化学方程式。

2、一氧化碳还原氧化铁实验的装置、实验步骤、注意事项。

3、矿石的种类及主要主要成分。

将三个重点问题进行归纳总结，熟记于心。

四、实际

题型训练

1.炼铁和炼钢有何不同

炼铁是把铁从矿石中还原出来，而炼钢是把生铁中的碳含量降下来．

炼钢是用氧气或铁的氧化物除去生铁中多余的碳

元素主要设备是转炉、平炉、电炉

炼铁是Fe2O3＋3CO

2Fe＋3CO2主要原料是铁矿石、焦炭、石灰石、空气设备是高炉

2．在研究铁的冶炼过程时，应区别焦炭和一氧化碳的作用，虽然焦炭也有还原性，但在炼铁时起还原剂作用的是CO，CO是由焦炭和二氧化碳反应得到的．

［例2］某钢铁厂高炉炼铁的主要原料是焦炭、赤铁矿（主要成分是Fe2O3）、空气等，主要反应过程如下所示：

（1）在上面方框中写出有关反应的生成物的化学式．

（2）写出②、③两步反应的化学方程式

②_____________________________　　③______________________________

答案：

（1）CO2，CO；

（2）CO2＋C

2CO，3CO＋Fe2O3

点拨：

解本题的关键是弄清冶铁过程中还原剂是什么？

它是怎样生成的？

然后根据题目所给条件综合分析，便可迎刃而解．

3．在本课题涉及到的计算中，尤其要注意的是关于不纯物的计算，一定要先将不纯量转化成纯量后再根据方程式计算．

［1］若赤铁矿石中Fe2O3的质量分数为80%，600t这样的赤铁矿可炼出含碳等其他杂质质量分数为7%的生铁多少吨？

设可炼出含杂质质量分数为7%的生铁的质量为x

160　　　　　　112

600t×

80%　　　x·

（1－7%）

x＝

＝365t

可炼出含碳等杂质质量为7%的生铁365t．

这类题很容易出错，错误原因主要在于没有理解哪些是不纯物的质量，哪些是纯净物的质量．赤铁矿和生铁都是混合物，而在化学方程式的计算中，所涉及到的都是纯净物的质量，只要牢牢把握住这一点，所有含杂质的计算都可迎刃而解．

[2]．某钢铁厂每天需消耗5000t含Fe2O376%的赤铁矿石，该厂理论上可日产含Fe98%的生铁多少吨？

指导建议：

首先将不纯物的量转化成纯物质量

Fe2O3质量＝5000t×

76%＝3800t

设生铁质量为x，则纯铁质量＝98%·

x

然后再根据方程式进行计算．

160　　　　　　112

3800t　　　　　98%·

160∶3800t＝112∶98%·

x　　　　x＝

≈2714.3t

[3]冶炼2000t含杂质3%的生铁，需要含Fe3O490%的磁铁矿石多少吨？

纯铁质量＝2000t×

（1－3%）＝1940t

设磁铁矿石质量为x，则Fe3O4质量为90%·

反应原理：

　Fe3O4＋4CO

3Fe＋4CO2

　　　　　　232　　　　　　168

　　　　　　90%·

x　　　　1940t

232∶90%·

x＝168∶1940t

＝2976.7t

所以磁铁矿质量为2976.7t．

进行课堂练习，巩固所学内容

五、知识点的归纳和总结

本节课共有4个知识点

1、矿石的概念和种类

2、一氧化碳还原氧化铁的实验

3、工业炼铁

4、含有杂质的物质计算

对四个知识点进行深入的剖析理解，总结整理

六、课后作业

1、总结本节课的知识点

2、完成习题

教学反思

课程主要特色和创新之处

结合实际，每个问题进行详细的归纳总结，各个知识点都有拓展问题，融合在教学中，学生不仅学到教材知识，还能了解到很多近似的的问题。

课程存在的

问题与不足

日期

教学主管签字