第五章第二节铁的冶炼
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第二节铁的冶炼合金学习目标1.从铁矿石中将铁还原出来的方法工业炼铁的主要设备是高炉。
把铁矿石跟焦炭、石灰石一起加入高炉,从下方通入热风,焦炭在炉内反应生成的一氧化碳跟氧化铁在高温下反应生成铁。
发生反应的化学方程式为:Fe2O3+3CO=2Fe+3CO22.生铁和钢等重要的合金生铁是含碳量为2%~4.3%的铁合金,其中还含有硫、磷、硅等杂质。
钢是含碳量为0.03%~2%的铁合金,钢是由生铁在炼钢炉中进一步冶炼除去过多的碳、硅、硫、磷而得到的。
钢的性能比生铁优越。
合金是由一种金属跟其他金属(或非金属)熔合形成的具有金属特性的物质。
合金具有许多良好的物理、化学或机械性能。
3.认识金属材料在生产、生活和社会发展中的重要作用。
4.含杂质物质的质量计算方法:纯净物质量=不纯物质量某物质质量分数。
学习要点重点、难点和疑点1.重点:⑴铁的冶炼。
⑵合金的特点及应用。
2.难点:(1)铁的冶炼。
(2)用所学知识解释和解决生活中有关金属和合金的问题。
3.疑点:(1)冶炼生铁时为什么要用焦炭而不用煤?(2)炼铁时为什么生成的是生铁而不是纯铁?教材解读内容要点解析金属的冶炼:使金属矿物变成金属的过程。
铁在不同化合物中表现出不同的化合价。
一般,铁在置换反应的生成物中表现为+2价;铁在氯气等物质化合时生成+3价的铁离子;另外铁在氧气中燃烧生成Fe3O4,可将Fe3O4表示成FeO·Fe2O3,即Fe3O4中铁即表现出+2价,又表现出+3价。
炼铁的原理:高温Fe2O3+3CO====2Fe+3CO2设备为高炉,原料为石灰石、铁矿石、焦炭、空气,产品为生铁。
生铁是含碳量为2%---4.3%的铁合金,其中还含有硫、磷等杂质。
钢是含碳量为0.03%----2%的铁的合金,钢是由生铁在炼钢炉中进一步冶炼除去过多的碳、硅、硫、磷而得到的。
钢的性能比生铁优越。
焦炭有着多孔性,它含硫量少,并有发热量高的优点。
而煤中含有大量的硫、磷等杂质,如不经过洗涤干馏,把它们除去变成焦炭,则会使生铁中除含有碳外,还含有大量的硫、磷,从而大大影响生铁的性能。
第2节 金属矿物 铁的冶炼知识点1 常见的金属矿物1. 下列矿石的主要成分属于氧化物的是( ) A.菱铁矿(主要成分是FeCO 3 ) B.黄铜矿(主要成分是CuFeS 2) C.铝土矿(主要成分是A12O 3 ) D.黄铁矿(主要成分是FeS 2)2. 金属元素在自然界中,除极少数不活泼的金属有 存在外,其余大多数以 的形式存在。
化合态的金属在自然界中以 的形式存在,含有矿物的岩石称为 。
知识点2 工业炼铁3. 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CuO4. 工业上将赤铁矿炼成铁是一个复杂的过程,炼铁高炉中发生的主要反应有( )①22高温C+O CO ②2322高温Fe O +3H 2Fe+3H O③232高温Fe O +3CO 2Fe+3CO ④ 232高温2Fe O +3C 4Fe+3CO⑤2高温CO +C2COA.②③⑤B.③④⑤C.①④⑤D.①③⑤ 5. 如图所示是高炉炼铁时高炉内的化学变化过程,根据图示回答下列问题:(1)将铁从铁矿石中还原出来的物质是 (填化学式);该物质在B 区生成,写出相关反应的化学方程式 。
(2)高炉炼铁时焦炭的作用是:① ;② 。
(3)高炉中生铁出口低于炉渣出口的原因是。
(4)取少量高炉中炼出的生铁放入烧杯中,加入足量稀盐酸,可观察到的现象是,发生反应的化学方程式为,当反应停止后,还可观察到烧杯底部有黑色不溶物,该物质是。
(填化学式)知识点3 模拟工业炼铁实验6. 如图所示是做CO与Fe2O3反应的实验的部分装置。
下列说法错误的是( )A.实验开始时要先通入CO(至空气排完),再加热药品B.实验产生的尾气少,可以直接排放到空气中C.实验中红棕色固体逐渐变黑,澄清石灰水慢慢变浑浊D.实验结束时先熄灭酒精喷灯,并继续通入CO至玻璃管冷却7. 小文利用下图实验装置测定某赤铁矿石样品中Fe2O3的质量分数,取10.0 g样品与足量CO充分反应后,测得剩余固体的质量为7. 6 g,下列说法正确的是(提示:杂质不参加反应)( )A.玻璃管中的固体由黑色逐渐变成棕红色B实验中通入CO的质量为4. 2 gC.生成CO2的质量为2.4gD.该赤铁矿石样品中Fe2O3的质量分数为80%8. 早在春秋战国时期,我国就环始生产和使用铁器。
第二节金属矿物铁的冶炼
教学目标:
1.知道一些常见的金属矿物(铁矿、铝矿等)的主要化学成分;
2.了解从铁矿石中将铁还原出来的方法;
3.了解我国钢铁工业的发展;认识金属冶炼的重要性。
教学重点与难点
教学重点:生铁的冶炼。
教学难点:“一氧化碳与氧化铁反应”的演示实验。
探究学习:
一氧化碳与氧化铁反应的注意事项
教学过程:
教学反思:
板书设计:
一、常见的金属矿物
二.生铁的冶炼
1.炼铁的原料:铁矿石、焦炭、石灰石和空气
2.炼铁的设备:高炉
3.炼铁的原理:在高温条件下,利用还原剂一氧化碳从铁的氧化物中将铁还原出来。
三.一氧化碳还原氧化铁实验
1.反应方程式:Fe2O3+3CO高温
===2Fe+3CO2
2.实验现象:红棕色的粉末变为黑色粉末,澄清石灰水变浑浊。
3.实验步骤:
4.尾气处理:由于一氧化碳有毒,在关于该气体的实验都需要注意尾气的处理,点燃或收集。
四.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。
如:利用赤铜矿(Cu2O)提取铜Cu2O+C高温
===2Cu+CO;古代湿法炼铜:Fe+CuSO4==FeSO4+Cu
(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:2Al2O3通电
===4Al+3O2↑,电解熔融氯化钠制钠:2NaCl通电
===2Na+Cl2↑
(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。
如:氧化汞制水银:2HgO高温
===2Hg+O2。
初中化学省评优课第2节金属矿物铁的冶炼师:我从镇江来到美丽的徐州,旅途中,用相机记录下了沿途的一些风景,请同学们共同欣赏(PPT2展示照片:广告牌、铁路、桥梁等)师:照片中,多处出现了金属制品,同学们,你知道它们主要是由什么金属材料制成的吗?生:铁师:钢和生铁都是以单质铁为主要成分的铁合金。
钢铁在生产生活中有着广泛的应用。
(PPT3)钢铁的生产和使用是人类文明和社会进步的一个重要标志。
(PPT4)1949年,我国钢产量约16万吨,仅居世界第26位,1996年,我国钢产量首次突破1亿吨,跃居世界第一。
从此,成为世界第一钢铁大国。
(PPT5:展示铁的使用历史)师:俗话说:天上是不会掉馅饼的,我国钢铁工业的飞速发展是全中国人名努力的结果。
如果天上不掉馅饼而掉下金子,大家相信吗?(PPT6:视频播放“天上掉金子”)(PPT7中,首先呈现黄铁矿的图片,再出现主要成分,口述:其中的铁是由化合物形式存在。
现在,我们再来认识一些其他的铁矿石。
图片缩小,其余的四种矿石图片全部出现,再分别介绍,着重介绍赤铁矿和磁铁矿磁铁矿的主要成分是Fe3O4,它是黑色的,顾名思义,可以被磁铁吸引。
)师:这是生活中一些常见的铁制品,其中的铁主要以单质形式存在,要将铁矿石转变为铁制品,就要先将铁矿石转变为铁,这个过程叫做铁的冶炼。
像这种使金属矿物转变为金属的过程,叫做金属的冶炼。
师:下面的铁矿石中,哪些更适合用来炼铁?(以下数据是铁矿石中主要成分的含铁量,请同学们讨论一下,选出其中较为适合的)生:讨论选出赤铁矿和磁铁矿师:工业生产中,主要选择磁铁矿和赤铁矿,今天我们就以其中之一的赤铁矿为例,讨论铁的冶炼。
(PPT:Fe2O3 失去O Fe 引导学生从组成上进行分析)师:事实上,炼出了铁。
(PPT11)师:原料是什么?生:铁矿石和木炭师:是什么物质使Fe2O3失去氧的呢?生:是木炭师:(PPT11上出现反应方程式)有人将木炭从Fe2O3中夺取O的过程,形象地称为“顺手牵氧”,化学中称为“木炭还原Fe2O3”。
1.知识与技能(1)认识几种常见的金属矿物。
(2)了解从铁矿中将铁还原出来的方法。
2.过程与方法(1)学习从日常生活事物中发现和提出问题。
(2)指导学生通过各种媒体和资料收集、整理和加工信息。
3.情感、态度与价值观(1)了解我国钢铁工业的发展。
(2)认识金属冶炼的重要性。
重点:(1)铁的冶炼。
(2)含杂质物质的化学方程式的计算。
难点:(1)含杂质物质的化学方程式的计算。
(2)“一氧化碳与氧化铁反应”的演示实验。
(1)让学生观看炼铁厂的录像,了解从铁矿石开采到铁水出炉的大致生产过程。
(2)要求学生调查日常生活中我们用到了哪些金属。
(3)教师了解其他常见金属的冶炼方法,准备“一氧化碳与氧化铁反应”的演示实验。
学习课题教师活动学生活动设计意图一、组织教学、音乐欣赏、导入新课在电脑中给出工人采矿炼铁的画面,背景音乐为《咱们工人有力量》片断。
提问:画面上展示的是哪种劳动?在观看画面的同时欣赏背景音乐。
回答。
激发学生兴趣,活跃课堂气氛。
二、常见金属矿物【过渡】1.地壳中含量最多的前四位金属元素是哪些?2.试想这些元素的化学性质是否活泼,在地壳中是以什么状态存在的?3.俗话说:“沙里淘金”,金可以从河沙里淘出,这说明金是以什么形式存在交流、讨论、回答。
观察教材第123页图5-8一些金属矿物,认识一些金属矿物,并归类各属于哪种金属的矿物。
①铁的矿物主要有:赤铁矿(主要成分Fe2O3)、磁铁矿(主要成分Fe3O4)、菱铁矿(主要成分FeCO3)、培养学生的自学能力。
的?为什么呢?【教师总结】除了金、银、铂这些化学性质不活泼的金属以单质形式存在以外,其余大多数金属在自然界中以化合物的形式存在。
化合态的金属在自然界中以矿物的形式存在。
黄铁矿(主要成分Fe2O3·x H2O)②铜的矿物主要有:黄铜矿、赤铜矿(主要成分Cu2O)、孔雀石【主要成分Cu2(OH)2CO3】、斑铜矿等。
铝的矿物主要有:铝士矿、明矾石等。
课题金属矿物铁的冶炼设计思想科学探究是一种多侧面、多形式的活动,无论何种形式,关键是要体现科学探究的思想和基本特征。
科学探究是从问题开始的,发现和提出问题是探究性学习的开端。
在教学中,针对学生的实际经验,从学生熟悉的身边现象入手,提出对学生有意义的问题能够引发学生的探究活动,没有问题,就不可能有探究。
本节课不适合学生动手实验进行探究,所以,我设计时,主要是通过问题的设置来达到学生思维的探究训练这一目的。
由教师创设情景,学生讨论从铁矿石中得到铁的原理;在教师的引导下,学生讨论模拟工业炼铁的实验室装置;教师通过演示实验,学生归纳总结实验步骤;从工业炼铁的录像资料中,学生归纳总结工业炼铁的原料和设备;具体如下:展。
这样做,可使新知识的学习建立在学生已有的知识基础之上,并在教学中留有一定的余地,使知识的学习一环扣一环,层次分明,循序渐进,逐步形成完整的知识结构。
本节内容《铁的冶炼》,是从生活实际和社会发展的需要出发。
我分析和研究了这段内容与前后教材内容之间的相互联系,明确所学内容在整个教材中的地位和作用,努力准确地把握所学内容的深广度。
钢铁在我们的日常生活中占有十分重要的地位,目前使用最广泛的金属仍然是铁。
我们也需要学生知道有关铁的一些基本知识。
在前面的内容中,我们就已经学习了铁的物理性质、化学性质和常见的矿物等内容。
学生自然地就会提出问题:铁是从哪里来的?怎样炼成的呢?教学目标分析1.知识与技能(1)了解一些常见金属矿物(主要是铁矿石)的主要成分。
(2)了解从铁矿石中将铁还原出来的原理(方法)。
(3)认识金属材料在生产、生活和社会发展中的重要作用。
2.过程与方法(1)通过观察实验了解一氧化碳和氧化铁的反应过程,进一步认识工业炼铁的原理和方法。
(2)通过观察实验、学会准确地观察实验现象并记录。
(3)通过讨论交流,初步学会运用比较、归纳的方法对获得的信息进行加工。
3.情感态度价值观通过铁的冶炼过程,认识到冶炼金属的重要性,树立节约金属资源的意识,感受我国钢铁工业的发展。