52金属矿物铁的冶炼.doc

第二节第二节 金属矿物金属矿物铁的冶炼铁的冶炼晋江松熹中学晋江松熹中学高玲敏高玲敏【学习目标学习目标】1、知识与技能：知道一些常见金属矿物（铁矿、铝矿等）的主要化学成分。了解从铁矿石中将铁还原出来的方法。2、过程与方法：学习从日常生活事物中发现和提出问题；指导学生通过各种媒体和资料收集、整理和加工信息。3、情感态度价值观：了解金属矿物资源的价值，认识合理开发与利用的重要性。认识金属冶炼的重要性。【重点难点】【重点难点】1、重点：含杂质物质的化学方程式的计算。2、难点：含杂质物质的化学方程式的计算；“一氧化碳与氧化铁反应”的演示实验。【教学建议】【教学建议】2 课时【教学用具】【教学用具】药品：一氧化碳，氧化铁，澄清石灰水仪器：铁架台、铁夹，玻璃管，导管，试管，酒精灯，药匙，橡胶管其它：火柴，气球【教学过程】【教学过程】引入引入各种各样的金属大多数是通过冶炼金属矿物得到的。合理开发利用金属矿物资源，需要了解各类金属矿物和常见的冶炼方法。金属元素在自然界中分布很广，除极少数不活泼的金属外，其余的大多数以化合物存在。讲解讲解化合态的金属在自然界中以矿物的形式存在。含有矿物的岩石称为矿石。含铁的矿物主要有赤铁矿（主要成分是氧化铁）、磁铁矿（主要成分是四氧化三铁）、菱铁矿（主要成分是碳酸亚铁）、黄铁矿（主要成分是硫化亚铁）等。用金属矿石可以冶炼金属。阅读阅读教材 123 页的交流与讨论。引入引入众所周知，钢铁是一种很重要的金属材料，钢铁有着非常广泛和重要的应用，它在工业生产中占据有非常重要的地位，在某种程度上代表了一个国家工业发展的水平。提问提问自然界中铁的储量怎么样？以什么形式存在？我国的情况又如何呢？讲解讲解铁在地壳中含量居所有金属元素第二位，它都以化合态存在。冶铁的过程就是以铁矿为原料，把铁的化合物变为金属铁的过程。现以主要成分为氧化铁的赤铁矿为例，来研究铁的冶炼。请同学们对比氧化铁和铁的组成差异，想想应怎样完成铁的冶炼。讲解讲解氧化铁和铁的组成上只相差一种元素，即氧元素，要使氧化铁变为铁的关键是使氧化铁失去氧，使氧化铁变为金属铁。把氧化物中的氧夺取的过程，我们称之为还原。具有还原性的物质有碳、氢气、一氧化碳等，从经济的角度分析，工业上一般采用碳作还原剂，而碳在高温下与氧气生成一氧化碳，所以工业上冶炼铁的化学原理本质上是氧化铁与一氧化碳反应。演示演示教材 124 页的观察与思考。讲解讲解先通 CO 再加热的目的：排出装置内的空气，以免加热时 CO 与空气混合，可能会发生爆炸。实验完毕后继续通入 CO 的目的：防止还原得到的金属在较高温度下被氧化。尾气的处理：因为 CO 有毒，所以尾气中的 CO 气体要经过处理，变成无毒的气体。可点燃使其生成无毒的二氧化碳气体。现象现象澄清石灰水变浑浊，红棕色的粉末变成黑色，黑色粉末能被磁铁吸引。讲解讲解产物能被磁铁吸引，说明反应生成了铁。反应的化学方程式为：3CO+Fe2O3高温2Fe+3CO2 讨论讨论 这个反应是置换反应吗？引入引入 若用磁铁矿炼铁，反应的方程式应该怎么写呢？阅读阅读 教材 125 页的交流与讨论。讲解讲解 教材 125 页的交流与讨论第二题。分析分析 用赤铁矿炼铁的方程式为：3CO+Fe2O3高温2Fe+3CO2，题目所给的量赤铁矿490 万吨，并没有全部参加反应，实际上只有占赤铁矿总质量 60%的氧化铁参与了反应，生成了铁。所以应先把实际参与反应的氧化铁求出。纯净物的质量不纯物质的质量纯物质的质量分数，所以氧化铁的质量为 49060%294（万吨），把 294 万吨代入方程式计算，便可求出铁的质量。小结小结 代入方程式计算的量必须是纯物质的质量。纯物质的质量含杂质的物质质量纯物质的纯度。讲解讲解 许多金属的冶炼，是把它们的矿物跟焦炭或氢气、一氧化碳等物质一起加热反应。但有些金属很难从其矿物中提取出来，为了得到它们，需要用电解的方法，如从氧化铝制铝：2Al2O3通电4Al+3O2 小结小结 通过这节课，我们了解了从铁矿石中将铁还原出来的方法。作业作业 教材 124 页练习与实践的 2、6、7。练习册【板书设计板书设计】第二节金属矿物铁的冶炼一、常见的金属矿物二、铁的冶炼1、设备2、原料：铁矿石、焦炭、石灰石、空气常见的铁矿石有磁铁矿（主要成分是 Fe3O4）、赤铁矿（主要成分是 Fe2O3）3、原理：在高温下，利用焦炭与氧气反应生成的一氧化碳一氧化碳把铁从铁矿石里还原还原出来。3CO+Fe2O32Fe+3CO2现象：红色粉末逐渐变为黑色，产生的气体能使澄清的石灰水变浑浊。注意：先通 CO 再加热的目的：排出装置内的空气，以免加热时 CO 与空气混合，可能会发生爆炸。实验完毕后继续通入 CO 的目的：防止还原得到的金属在较高温度下被氧化。尾气的处理：因为 CO 有毒，所以尾气中的 CO 气体要经过处理，变成无毒的气体。可点燃使其生成无毒的二氧化碳气体。4、含杂质化学反应的计算含杂质的物质质量与纯物质质量的转化：纯物质的质量含杂质的物质质量纯物质的纯度