6.3金属矿物与冶炼
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《金属矿物与冶炼》【教材依据】科粤版九年级化学下册6.3节《金属矿物与冶炼》。
一、教材学情分析科粤版九年级化学下册6.3节金属矿物与冶炼,是在学生学习金属性质的基础上,重点介绍金属矿物与冶炼。
本节内容既涉及众多金属矿物的知识认知,又涉及铁的冶炼实验原理与工业炼铁的实际操作的技能问题,是学生第一次由理论走向实践的学习机会,同时为有关含杂质的物质化学计算打下知识基础,在教材中起到了承上启下的作用。
学生在前一节学习了金属物理性质与化学性质,尤其是对金属单质的化学性质有了较为深刻的认识,但对金属化合物的化学性质缺乏认知与思考,本节教学中试图引导学生从元素的角度出发认识游离态与化合态金属元素在化学性质上不同,引导学生建立相关物质的“元素观”。
二、教学目标知识与技能1.知道常见的金属如铁、铝、铜、金等在自然界中的存在形式。
培养学生自主学习的能力。
2.掌握实验室和工业冶炼钢铁的方法、实验原理及操作步骤。
学习如何根据所学的化学知识解决实际生产中的问题。
3. 了解冶炼不同金属的常用方法。
过程与方法1.通过对金属矿物种类和冶炼金属常用方法的学习,培养学生分类的学科思维。
2.通过工业生产与实验室制取铁的对比,培养学生对比分析、归纳总结的学习方法,初步建立理论联系实际的唯物辩证思想。
3.通过观看视频、自主阅读、讨论交流等具体探究活动,培养学生良好的学习习惯与方法。
情感、态度与价值观1.增强学生对金属元素的好奇心和求知欲,从探究中获得成功的喜悦,激发学习化学的兴趣。
2.形成勤于思考、严谨求实、乐于实践、善于合作、勇于创新等科学品质。
3.激发学生从不同学科分析问题的兴趣,增强学生的民族自豪感与自信心。
三、教学重点与难点重点:铁的冶炼原理及注意事项。
难点:工业炼铁和实验室CO还原氧化铁的异同。
四、教学准备金属矿物相关视频、多媒体辅助课件五、教学过程六、板书设计七、教学反思这节教学以《国家宝藏》中有关金属矿物颜料的国宝级文物《千里江山图》引入,充满中华文物气息的素材使用极大的激发了学生的学习兴趣。
第六章金属6.3 金属矿物与冶炼本节由常见金属矿物的照片以及资料“金属元素在地壳中的含量”表引入,简单介绍了地球上及我国的金属资源情况。
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中。
“铁的冶炼”是本节教学的重点。
教材除简要地介绍了我国冶炼铁的历史外,主要是通过实验,说明从铁矿石中将铁还原出来的化学反应原理,并结合炼铁的实际情况,以习题的方式学习化学方程式计算中有关杂质问题的计算。
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)知道一些常见的金属矿物。
(2)了解从铁矿石中将铁还原出来的方法。
(3)会根据化学方程式对含有杂质的反应物或生成物进行有关计算。
2.过程与方法通过收集材料、查阅资料、讨论交流等具体探究性活动,从而获得良好学习习惯和学习方法。
3.情感、态度与价值观通过炼铁的教学,使学生体会到化学在生产中的作用,树立合理利用化学物质的观念,树立环保意识。
认识到化学原理对实际生产的指导作用。
【教学重点】一氧化碳还原氧化铁的实验装置、现象和操作。
【教学难点】炼铁高炉中的有关化学反应,关于混合物的化学方程式计算。
【教学准备】教学设备(投影仪,计算机),一氧化碳还原氧化铁视频。
一、导入新课地球上的金属资源广泛地存在于地壳和浩瀚的海洋中,除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。
以化合物形式存在的金属在自然界中以矿物形式存在。
为人类社会做出许多贡献的金属是从哪里来的呢?有本文学名著叫《钢铁是怎样炼成的》,我们来看看实际生产中钢铁是怎样炼成的。
二、推进新课活动1 了解几种金属矿物[引言]昨天我看到一条广告词“电话一响,黄金万两”,黄金和白银的单质在自然界中有吗?(稍停顿,学生说出之后),自然界真的有,有事实例证。
(教材P176第一自然段)但大部分的金属是以化合物形式存在的,那么我们在生产、生活中用到最多的金属——铁,它是怎样炼成的吗?(学生倾听、思考并回答。
6.3 金属的冶炼教学设计教学分析本节教材可分为两部分。
教材首先以金属在自然界中的分布、存在形态、储量以及金属资源的回收、利用和保护作为本节的引言,引出第一部分关于金属的冶炼知识。
在金属冶炼的三个步骤中,利用氧化还原反应原理,把金属矿石中的金属离子还原成金属单质这一步是最关键的步骤,也是化学所要重点研究的问题。
由于金属的化学活动性不同,金属离子得到电子还原成金属原子的能力也就不同,冶炼方法自然不同。
接着,教材以金属活动性顺序为线索,以举例的方式简介了三种冶炼金属的方法,即热分解法、热还原法和电解法。
最后,要求学生总结、归纳并揭示金属冶炼的一般规律:()K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb H Cu Hg Ag Pt Au电解法热还原法热分解法物理提炼法的环境和资源保护意识以及社会责任感。
教学目标知识与技能1.知道金属在自然界中的分布、存在形态及储量;2.理解金属冶炼的一般原理及步骤;3.记住冶炼金属的三种方法,即热分解法、热还原法和电解法;过程与方法1.能写出三种冶炼金属方法中对应的常见金属冶炼的有关化学方程式。
2.通过对金属冶炼一般方法的教学,提高归纳、总结规律的能力,并掌握一种由个别到一般的科学的学习方法。
情感态度和价值观1.利用教科书中的插图,结合生产和生活实际对学生进行金属回收和资源保护的教育,增强的环保意识和开发、节约资源的观念。
教学重点金属冶炼的一般原理教学方法“学生自学讨论——师生共同归纳”的教学方法教学媒体多媒体,实物投影仪,微课、实验视频等课时安排:1课时教学过程电子,离子易得电子,化合物的稳定性较弱。
在常见金属活动性顺序表的右端区域(如Hg、Ag)。
如:2HgO2Hg+O2↑2Ag2O4Ag+O2↑b、热还原法可用热还原法冶炼的金属,其金属性比较强,在常见金属活动性顺序表中居于中间区域。
①焦炭还原法。
如:②一氧化碳还原法。
如:FeO3+3CO高温2Fe+3CO2③氢气还原法。
6.3金属矿物与冶炼
1、我国古代的主要化学成就有:①制造青铜器 ②湿法冶铜 ③冶炼钢铁,按历史年代先后顺序应用于生产排列的是( )
A.①②③
B.①③②
C.③②①
D.②①③
2、下列变化过程不属于金属冶炼的是( )
A .电解氧化铝
B .铁在氧气中燃烧
C .金属氧化物与焦炭在高温下反应
D .高温下CO 还原CuO
3、X 、Y 、Z 三种金属中,只有Z 能和稀硫酸反应;将Y 放人X 的盐溶液中,Y 表面有X 析出。
则X 、Y 、Z 三种金属的活动性顺序为 ( )
A .X > Z > Y
B .Y > X > Z
C .Y > Z > X
D .Z > Y > X
4、在氧化铁(Fe 2O 3)、氧化亚铁(FeO)和四氧化三铁(Fe 3O 4)这三种铁的氧化物中,铁的质量分数按由大到小顺序排列的是
A .Fe 3O 4、Fe 2O 3、FeO
B .FeO 、Fe 2O 3、Fe 3O 4
C .FeO 、Fe 3O 4、Fe 2O 3
D .Fe 2O 3、Fe 3O 4、FeO
5、1989年世界卫生组织把铝确定为食品污染源之一加以控制使用。
下列对铝应控制使用的是( )
①制铝合金 ②制电线 ③制餐饮具 ④制银色漆的原料 ⑤制装饮料的易拉罐 ⑥包装糖果和小食品
A .①③④ B.③⑤⑥ C.②⑤⑥ D.全部控制
6、化学的研究目的就是帮助人们认识、改造和应用物质,把金属矿物冶炼成金属就是人们利用化学方法实现物质改造的典型范例。
下表中不同的金属被开发和利用的年代不同,从化学反应的角度看,决定这一年代先后顺序的关键因素是( )
A .金属的活动性
B .金属的导电性
C .金属的延展性
D .地壳中金属元素的含量
7、工业生产中常将两种金属在同一容器里加热使其熔合,冷凝后得到合金。
试根据下表所列的有关数据(其它条件均已满足),判断不能制得合金的是( )
金属
Na K Al Cu Fe 熔点(℃)
97.8 63.6 660 1 083 1 535 沸点(℃) 883 774 2 200 2 595 2 750
A .Na —Al 合金
B .Na —K 合金
C .Fe —Cu 合金
D .K —Fe 合金
8、下列叙述中,不符合右图实验设计意图的是
( )
A .说明一氧化碳具有还原性
B .说明生成物二氧化碳的密度比空气大
C .说明一氧化碳和氧化铜的反应需要加热
D .可以防止有毒的一氧化碳气体对空气的污
染。
K 、Ca 、 Na 、 Mg 、Al 、Zn 、Fe 、 Sn 、 Pb 、(H) 、Cu 、Hg 、Ag 、Pt 、Au 约200年前 约6000年前 约6000年前 约2500年前
乙 甲
9、月球的沙土中含有丰富钛铁矿,主要成分为TiO 2、Fe 2O 3等,若用CO 还原这种矿石,其中生成铁的化学方程式为: ; 10、成语“百炼成钢”的化学含义是将反复烧红的生铁在空气中不断锤打,转化为钢。
请写出其中重要的化学方程式: 11、“物质的组成和结构决定物质性质,物质的性质决定了物质的用途,用途又反映了性质”。
请分析以下原因:
(1)同是碳的单质,金刚石能切割玻璃,而石墨却比较软。
_____________________________。
(2)活性炭能做冰箱的除臭剂_____________________________。
(3)通常用含单质碳的墨水书写档案以便保存。
________________________。
12、某钢厂高炉炼铁的主要原料是焦炭、赤铁矿(主要成分是Fe 2O 3)、空气等,主要反应过程如下所示:
焦炭过量空气,高温①
[A] ,高温焦炭②[B] ,高温赤铁矿③铁 (1)请在上面方括号中写出反应后生成物的化学式。
(2)写出②、③两步反应的化学方程式。
② ,③ 。
13、炼铁选用的铁矿石不仅要选含铁量高的,还要选“有害元素”少的。
今有铁矿石,磁铁矿石(主要成分是Fe 3O 4),赤铁矿石(主要成分是Fe 2O 3),褐铁矿石(主要成分是2Fe 2O 3·3H 2O),菱铁矿石(主要成分是FeCO 3),黄铁矿石(主要成分是FeS 2),你认为不适宜炼铁的矿石是: ;理由
是: 。
14、甲图是一氧化碳与氧化铁反应装置的示意图,乙图是高炉炼铁示意图。
请回答下列问题。
(1)写出甲图硬质玻璃管内反应的化学方程式:。
(2)甲图中尾气处理的目的是。
(3)乙图中高炉练铁时焦炭的作用是
① ;② 。
(4)为什么乙图中生铁出口低于炉渣出口?
答: 。
15、金属材料在生产、生活中有着广泛的应用。
(1)人类每年从自然界提取大量的金属,其中提取量最大的是铁。
用赤铁矿(主要成分为Fe 2O 3)和一氧化碳炼铁的化学方程式为 。
(2)北京奥运会用到多种材料。
下列应用中使用金属材料的有 (填序号)。
①使用金、银和铜等制作奖牌②使用纯羊毛和聚酯纤维制作“福娃,,
③使用新型钢材建造“鸟巢”④使用聚氟乙烯制造“水立方”外层膜
(3)金属矿物的储量有限,而且不能再生,所以保护金属资源尤为重要。
保护金属资源的有效途径是 (答出两条即可)。
参考答案
1.答案:A解析:制造青铜器在夏商时期;冶炼钢铁在西汉时期;湿法冶铜在宋朝时大规模应用于生产
2.答案:B解析:铁在氧气中燃烧不是金属的冶炼
3.答案:D解析:因为只有Z能和稀硫酸反应;将Y放人X的盐溶液中,Y表面有X析出,所以答案选D
4.答案:C解析:按铁的质量分数有大到小排列为FeO、Fe3O4、Fe2O3
5.答案:B解析:铝确定为食品污染源之一,所以和食品有关的应该加以控制
6.答案:A解析:金属的活动性决定了金属的开发和利用,活动性越强的金属,开发的越晚
7.答案:D解析:K的沸点比Fe的熔点还要低,所以不可能融合在一起得到合金
8.答案:B解析:此实验不能说明生成物二氧化碳的密度比空气大
9.答案:Fe2O3+3CO高温2Fe+3CO2
10.答案:C+ O2=== CO2
11.答案:(1)碳原子的排列方式不同
(2)活性炭具有吸附性
(3)常温下,碳的化学性质稳定
12.答案:CO2+C 高温2CO ;Fe2O3+3CO高温2Fe+3CO2
13.答案:黄铁矿;一是含铁量低,二是燃烧生成二氧化硫,会污染空气
14.答案:(1)3CO+ Fe2O3高温2Fe + 3CO2
(2)防止一氧化碳污染
(3)①产生热量(或“提高炉温”)②产生一氧化碳
(4)因为生铁密度大于炉渣密度
15.答案: (1)Fe2O3+3CO高温2Fe+3CO2
(2)①③
(3)防止金属腐蚀、回收利用废旧金属、合理有效开采矿物、寻找金属的代用品等。