金属冶炼教学设计及反思15.docx
金属冶炼教学设计金属化合态A金属游离态方法一：碳与金属氧化物在高温下反应，碳能夺取金属氧化物中的氧。实验：碳与氧化铜的反应指导学生观察思考：石灰水发生了什么变化？试管里 的粉未发生了什么变化？在反应中生成了什么物质？ 现象：加热一段时间后，发现试管壁出现（亮红色、 有金属光泽的铜），澄清石灰水变（浑浊），说明（碳 和氧化铜发生了化学变化）。木炭跟氧化铜反应，生成了（铜）和（二氧化碳） 化学方程式：C + 2CuO C02 t + 2Cu提问：木炭还原氧化铜的反应条件是什么？它属于什么反应类型？讲解：反应中，碳得氧生成二氧化碳，氧化铜失氧生成铜。在这个反应中，木炭夺取了氧化 铜中的氧生成二氧化碳，木炭是还原剂，具有还原性。氧化铜失去了氧被还原为铜。方法二：CO夺取金属氧化物中的氧化学方程式匚AC + C02 高温 2co CO +CuO Cu + C02方法三：氢气也能将金属氧化物变成游离态金属补充：讲述：我们在点燃氢气前必须先验纯，因为空气中混有氢气的体积占总体积的4%74.2%, 点燃时就会爆炸，这个范围叫爆炸极限。！演示课本中点燃氢气与空气的混合气实验。现象：发出“砰”的一声巨响，爆炸的气浪反小筒高高掀起。说明不纯的氢气点燃会发生爆 炸。分析：点燃前，纸筒内是纯净的氢气。拿掉小孔上的纸团，点燃。此时是纯净的氢气在空气 中燃烧。但随着反应的继续，氢气越来越少，筒内压强降低，空气便进入筒内。此时筒内是 氢气和氧气的混合气。由于大量氢气分子和氧气分子接触，反应时在短时间内放出大量热。 如果是一个广口容器，那么气体冲出容器、发生爆鸣。如果是一个密闭或小口容器，就会发 生爆炸。提问如何验纯呢？演示用排水法收集一小试管氢气，用拇指堵住，移近火焰，移开拇指点火。结合实验说明 如何为纯或不纯。提问如果氢气不纯，可否用同一支试管立即再收集一管氢气验纯？讲述刚试验过的试管内，火焰可能没有完全熄灭，如果立即用此试管去收集氢气，可能 会把氢气发生器内的氢气引燃，造成爆炸。所以，应先用拇指堵住管口一会儿，使火熄灭。 实验：1、观察孔雀石(主要成分为碱式碳酸铜)的颜色：2、把少量孔雀石粉末置于大试管，用酒精灯高温加热约15分钟。用湿润的pH试纸 贴在试管壁上观察颜色的变化，测定气体的水溶液pH大约是多少3、孔雀石在加热时有什么变化：4、写出以上变化的化学方程式：Cu2 (OH) 2cO3 A2Cu() + C02 f +达05、待大试管内的产物冷却后，通入氢气，过会儿再给氧化铜加热，注意观察大试管中的物质有什么变化。(黑色的氧化铜变成亮红色的铜)试管口有什么生成。(小水珠)6、反应完成后停止加热，继续通氢气，直到试管冷却。讨论实验现象：从试管口有无色液体生成，可推知有水生成。从黑色氧化 铜变成红色光亮的物质，可推知另一种生成物是铜。写出大试管中物质与 氢气反应的化学方程式：CuO + H2二m + H20设问这个反应属于哪一类反应？讲述从发生变化的物质种类看，它是置换反应。分析反应实质：从实验可知，氢气在反应中夺得了氧化铜中的氧，跟它结合生成水。物质与 氧所起的反应叫氧化反应。所以说氢气被氧化。氧化铜失去了氧而变成铜单质。这种含氧化合物里里的氧被夺去的反应叫还原反应。所以说 氧化铜被还原。氢气是使氧化铜还原为铜的物质，它具有还原性，是还原剂。补充：氢气不但能还原的氧化铜，还可以还原三氧化三铁、三氧化鸨等一些金属氧化物。 问题(1)怎样固定盛有氧化铜的试管？为什么要这样做？回答试管口要略向下倾斜。 加热固体时，为了防止加热时产生的水蒸气(药品中的水份或反应生成的水)在试管口冷凝 后，倒流回热的试管底部，使试管破裂。问题(2)在反应器部分，通氢气的导管插到什么位置？为什么？回答通氢气的导管要插到接近试管底部，在氧化铜的上方。这样，能保证排净试管内的 空气，比较安全，还有利于氧化铜跟氢气充分接触，保证反应进行得比较迅速、完全。问题(3)为了保证反应进行得比较迅速、安全，应怎样放置试管内的氧化铜？说明原因。 回答氧化铜要在试管底部均匀铺开。这样能增加氧化铜跟氢气的接触机会，增大氧化铜 的受热面积，保证反应进行得比较迅速、完全。问题(4).这个实验为什么要检验氢气的纯度？回答因为反应的条件是加热，混有空气的氢气在高温下可能发生爆炸。为了安全，需要 检验氢气的纯度。问题(5)为什么要先通一会儿氢气，再加热氧化铜？先加热，再通氢气可以吗？回答先通一会儿氢气，使试管内原有的空气完全排净，然后加热能保证安全。若先加热 氧化铜，使试管内温度升高。这时试管内有空气，当氢气进入试管内跟空气混合，可能发生 爆炸。问题(6)当黑色氧化铜变红后，为什么应先停止加热，通氢气直到试管冷却？讲解黑色氧化铜变红，红色的物质应是铜。多数金属在灼热时容易跟空气里的氧气反应, 铜也不例外。为了防止生成的铜在灼热条件下接触空气中的氧气，重新变成氧化铜，要在停 止加热后继续通氢气，直到试管冷却。讨论：1、由氧化铜制取铜，还可以用其他什么方法？2、为什么在氢气还原氧化铜实验开始时，要先通氢气后给氧化铜加热。分析：防止氢气和空气混合加热时，试管爆裂。3、铜在空气中加热很容易氧化变成氧化铜，你在实验过程中要注意什么？引导学生比较碳还原氧化铜与氢气还原氧化铜装置的异同。分析：碳与氢气虽然有一些相似的化学性质，但它们的化学活动性还是有所区别的，如氢气 遇火立即可在氧气或空气中燃烧，而单质碳燃烧所需温度高一些；氢气还原金属氧化物比碳 还原金属氧化物的温度要低一些；单质碳反应后生成的化合物中碳呈可变化合价，而氢气反 应生成的化合物中氢元素通常只显+1价。师：学习了从CuO中还原得到Cu，你能否想到如何将铁从铁矿石（FezOs）中提炼出来？ 学生：用心、CO或C还原FezQ'。二、用CO还原氧化铁（生铁的冶炼）讲述：铁是一种化学性质比较活泼的金属，所以地壳中铁都是以化合物形式存在的，在这些 含铁的矿石主要有：'（1）磁铁矿：（主要成分是四氧化三铁）铁矿石,（2）赤铁矿：（主要成分是氧化铁）（3）菱铁矿：（主要成分是碳酸亚铁）冶铁的原料：铁矿石、焦炭和石灰石（由于铁矿石中含有二氧化硅、石灰石的加入，主要 是将二氧化硅转化为炉渣排掉）冶铁人主要设备；高炉反应的化学方程式有:高温高温占燃 /、fC+02=C02C02+C=2CO3C0+Fe2O3=2Fe + 3C02讲解实验：用一氧化碳还原氧化铁。注意事项：进行实验时也要先通co,后加热，赶出试管内空气，避免一氧化碳跟管内的空 气混合，受热而引起爆炸。实验完了也要先撤酒精灯，后停止加热，防止灼热的铁遇到进入 管内空气又生成氧化铁。（注意在通风橱内进行实验，一氧化碳有毒，多余的一氧化碳会使人中毒。co与血液中血 红蛋白结合力要比氧与血红蛋白的结合力大200到300倍。CO 一经吸入就会造成机体急性 缺氧。所以，要注意防止一氧化碳中毒。必须进行尾气处理，收集或燃烧） 现象：红棕色的氧化铁变成黑色粉末，澄清石灰水变浑浊。化学方程式：3C0 + Fe2Os 4 =2式+ 3C02 + CuO上Wu + H20共同点：含氧化合物里的C + 2CuO CO2 t + 2Cu ,氧被夺取，变成金属单质。还原反应：含氧化合物里的氧被夺取的反应，叫还原反应。3C0 +Fe203 2 + 3C02（铁矿石炼铁的主要反应原理）还原剂、具还原性氧化剂、具氧化CuO【设疑】：什么是氧化还原反应？1 .有化合价变化的反应是氧化还原反应。2 .有电子得失或电子对偏移的反应是氧化还原的实质、氧化还原的标志。3 .化合价升高，失去电子，发生氧化反应，是还原剂。化合价降低，得到电子，发生还原 的反应，是氧化剂。例题：100吨含Fez。：，的质量分数为85%的铁矿石中，克炼出含铁的质量分数为96%的生铁多 少吨？解法见教材（注意物质纯度的计算）【教后反思】由于C0还原氧化铁的实验在教室里不好操作，所以改用课件，这个实验中的几个注意事 项与氢气还原氧化铜的实验结合起来理解。同时要向学生讲解实验中要进行尾气处理，增强 环保意识。关于纯度计算，可以分几个步骤来学习，降低难度。
