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1、第2单元 铁、铜的获取及应用第2单元 课时1 从自然界获取铁和铜一、学习目标1了解自然界中铁、铜的存在形式,掌握高炉炼铁的化学原理,简单了解湿法炼铜的过程。2通过介绍我国悠久的铜、铁冶炼史,对学生进行爱国主义教育,体会铁、铜的冶炼对人类文明的重要影响。二、教学重点与难点重点:工业炼铁的原料、原理、设备、工艺流程与产物三、设计思路从学生熟悉的铜、铁及其化合物在生产、生活中的应用事例着手,引发学生对“它们在自然界如何存在,人类如何获取这些物质的思考,通过图片、视频等媒体帮助学生掌握铁和铜的冶炼的内容,同时让学生感受化学为生活效劳的意识。四教学过程【创设情境】多媒体演示漂亮的流星雨。ppt2【讲述】
2、流星雨落下的有的是陨石,有的是陨铁。【展示】新疆大陨铁(ppt3)【讲述】古代的人们就用陨铁制作工具,如种植时所用的铁锹、镰刀、斧头等,这就是人类最早利用的铁。人类最早利用的铜,是来自于地球上自然存在的少量单质铜。但是,陨石是稀有之物,比黄金和钻石还稀有。单质铜也很稀少,是绝对满足不了人类对铁和铜的巨大需求的。所以,简易的冶炼的方法也就慢慢地应运而生了。我们先来看下自然界中存在的铁和铜的矿石。【创设情景】 展示自然界存在的各种铁、铜矿石的实物。ppt4、5【提问】它们在自然界如何存在【板书】一.铁、铜存在形式ppt6主要以化合态形式存在于自然界。【设疑1】 为什么地球上只存在少量单质铜,而铁单
3、质只存在于陨铁中 【设问】铁、铜是人类使用最早、应用最广泛的两种金属,它们在日常生活中的应用十分广泛,请同学举例常见的铁制品和铜制品有那些铁和铜的用途有那些【设疑2】1你们知道如何将铁从化合态转化为游离态吗(ppt7)2选用哪些复原剂【学生反响】从铁、铜的化合物中提取铁、铜的其他可能途径: 制铁: Al2O3+2Fe 2Al+Fe2O3 3H2+Fe2O32Fe+3H2O 制铜:H2+CuO Cu+H2O CO+CuOCu+CO2 Fe+CuCl2Cu+FeCl2【板书】二铁的冶炼【展示】古代铁的冶炼图ppt8【展示】请下面在座的同学们想一想,古代炼铁方法中所包含的化学原理和化学反响分别是什么
4、呢【过渡】即使科技水平开展到现在,目前所用的冶炼方法根本还是此法,只不过设备已先进许多,生产已形成规模化,冶炼的水平已大幅度提高,所冶炼出来的铁的纯度已提高,生产工艺也得到了改进,对空气的污染也已减少。【创设情景】播放视频:高炉炼铁ppt9【设疑3】 根据炼铁中化学反响的原理,思考并答复以下问题:1CO是怎样形成的 2铁矿石是如何被复原的 3石灰石的作用是什么 【学生活动】看视频,然后讨论答复上述问题【学习反响】学生讨论。【板书】ppt10、111原料:铁矿石,焦炭,石灰石,空气2根本反响原理:3CO+ Fe2O32Fe+3CO23设备:高炉4炼铁的主要反响过程:产生复原剂: C+O2CO2
5、CO2+C2CO复原铁矿石: Fe2O3+3CO 2Fe+3CO2 造渣除脉石: CaCO3 CO2+CaO CaO+SiO2CaSiO35炼铁产品:生铁【情境】我国纪念1996年钢铁产量超亿吨而发行的邮票。(ppt12)【讲述】用热复原法冶炼出来的不是纯铁,是生铁。生铁的含碳量在24.3之间,将生铁进一步炼制,降低其中杂质的含量,得到的物质含碳量在0.032之间,就是钢,钢的用途更广泛。【过渡】那么人类又是如何从自然界获取铜【提问】1“青铜时代人类是怎样炼铜的【板书】(ppt13)二铜的冶炼1.湿法炼铜:Fe+CuSO4=FeSO4+Cu【提问】现在的冶炼方法99.95%99.98%99.5
6、%99.7%黄铜矿 粗铜 精铜 电解【板书】2.火法炼铜:3、生物炼铜的原理是什么【提问】生物炼铜有什么优点【稳固练习】ppt141铁和铜在自然界中主要以化合物的形式存在.工业上铁的冶炼是在炼铁高炉中进行的,原料有铁矿石、焦炭、空气、石灰石等。冶炼的过程将氧化铁复原为单质铁的方程式为:Fe2O3+3CO 2Fe+3CO2 。2在高温下可复原氧化铁的化合物是 (D)A焦炭 B氢气C二氧化碳D一氧化碳【结束语】通过这节课,大家都对金属铁和铜在自然界的存在方式及冶炼方法有了一个较为详尽的了解。我们知道科学技术是处在不断的开展变化之中的,新的技术、新的冶炼方法也会被逐渐地被发现。【作业】 1完成“练习
7、与实践:第4题随着科技的开展,新的炼铁方法是否已应运而生新的炼铁方法的优势何在我国细菌冶金的研究和应用情况。第2单元 课时2铁、铜及其化合物的应用一、学习目标1复习稳固已学的铁、铜的物理及化学性质;学习铁、铜的新的化学性质;学会用图示方法自主构建铁的不同价态相互转化的关系。2采用实验探究的方法,掌握Fe3+、Fe2+的性质及相互转化条件,体验自主实验探究过程,培养学生分析问题和解决问题的能力。3认识化学与人类生产、生活的密切关系。体会铁、铜及其化合物的使用对人类生产、生活及人类身体健康的重要作用。二、教学重点与难点教学重点:铁、铜及其化合物的性质,Fe3+与Fe2+的相互转化。教学难点:Fe3
8、+与Fe2+的相互转化。三、设计思路主要采用师生共同讨论、归纳知识与学生实验探究相结合的教学模式,通过回忆前面学习的知识来比较铜与铁性质上的异同,找出铁、铜反响后产物的不同与氧化剂强弱的规律,并通过实验探究Fe2+、Fe3+的性质以及Fe2+、Fe3+的相互转化关系,从而帮助学生构建“铁三角关系。四、教学过程【播放】古代的铁和铜制品。(ppt2、3)【设问】古代的时候,人们已经知道利用铁和铜制作各种物品了。提起“铁,大家对它的第一感觉是什么【引导】虽然铁外表看起来是黑色的,其实,纯铁是银白色的,质软的。【展示】一块铜片、一块铁片用砂纸打磨过、一小瓶铁粉。【提问】根据实物和我们生活中铁、铜的应用
9、,归纳下铁铜的物理性质。【讨论投影】一单质的物理性质:ppt4共同点不同点铁具有金属光泽,密度较大,熔点较高,易导电、导热纯洁的单质铁为银白色,有良好的延展性,质地较软的固体,可被磁化铜铜具有与众不同的紫红色,质地较硬的固体【提问】在前面的学习中,我们已经了解了铁、铜与其他物质发生的一些反响,请你归纳一下这些反响。【投影】ppt5二单质的化学性质: 铁 铜与非金属反响2Fe+3Cl22FeCl33Fe+2O2Fe3O4Cu+Cl2CuCl2Cu+O2 2CuO与盐酸反响Fe+2HCl=FeCl2+H2 不反响 与盐溶液反响 Fe+CuSO4=CuSO4+Fe Cu+2AgNO3=Cu(NO3)
10、2+2Ag【设问】分析铁和铜分别与盐酸、氯气等反响的实验现象和产物,你有何发现 【引导】请同学们从氧化复原反响的角度去思考:铁反响产物的化合价与什么因素有关【小结】ppt61Fe、Cu在一定条件下可以与某些酸、非金属单质、某些盐溶液、某些复原剂等发生反响,在反响中充当复原剂。铜在反响中一般转化为+2价的铜的化合物,铁在反响中可以转化为+2和+3价的铁离子。 2反响后的产物的价态与氧化剂的强弱有关,铁与氧化性较弱的氧化剂如盐酸、硫酸铜溶液等反响转化为亚铁的化合物,铁与氧化性较强的氧化剂如氯气、浓硝酸、稀硝酸溶液等反响转化为铁的化合物。【讲述】铁元素是维持生命活动不可缺少的微量元素,虽然人体中通常
11、只含有35g铁元素,但铁元素在人体中却发挥着重要作用。目前缺铁性贫血的发生率很高,患者吃什么药呢【图片展示】市售补血剂。ppt7【提问】补血剂补充的是Fe2+还是Fe3+呢怎么来检验呢要答复这个问题,我们要先要解决这个问题:Fe2+和Fe3+之间互相可以转化,怎样设计实验来证实(ppt8)【讲述】提供以下试剂:铁粉、0.1molL-1 FeCl3溶液、0.1molL-1 FeCl2溶液、KSCN溶液、新制氯水、其它试剂和仪器【信息提示】Fe3+的检验:在含有Fe3+的溶液中参加硫氰化钾(KSCN)溶液,溶液变成血红色,而在含有Fe2+的溶液中参加硫氰化钾溶液,溶液不变色。化学上常用硫氰化钾溶液
12、检验溶液中是否存在Fe3+。 反响方程式:Fe3+ 3SCN-Fe(SCN)3【要求】请大家自己设计探究步骤并进行实验探究。【学生活动】 (ppt 9、10)探究步骤具体方案1.提出Fe2+和Fe3+转化条件的猜想Fe2+Fe3+:参加氧化剂Fe3+Fe2+:参加复原剂2.设计实验方案验证自己的猜想Fe2+Fe3+:参加新制的氯水Fe3+Fe2+:参加铁粉3.由学生完成自己设计的实验,观察并记录实验现象实验现象Fe2+Fe3+:取2支试管,各参加1 mL 0.1 molL-1的FeCl2溶液,向其中一支试管中参加3滴KSCN溶液,向另一支试管中,先参加几滴新制的氯水,振荡试管,再向试管中参加3
13、滴KSCN溶液。Fe3+Fe2+:取2支试管,各参加1 mL 0.1 molL-1的FeCl3溶液,向其中一支试管中参加3滴KSCN溶液,向另一支试管中先参加少量铁粉,振荡试管,放置,再向试管中参加3滴KSCN溶液。4.形成结论【板书】三、Fe2+和Fe3+的相互转化:ppt11Fe2+Fe3+:化合价升高,参加氧化剂, 例如:Cl2、Br2、HNO3、O2等Fe3+Fe2+:化合价降低,参加复原剂,例如:Zn、Fe、Cu等【过渡】学习了铁的不同价态的相互转化, 现在我们来解决刚刚提出的问题,补铁性药品中含什么离子 先来看下药品介绍。怎么检验ppt12【演示实验】把药品碾碎,加水溶解,滴加一滴
14、KSCN溶液,再参加氯水。【追问】 1为什么与维生素C同服,会增加本品的吸收2补铁性药品为什么要密封【提问】实验室在配制Fe2+溶液时,为防止Fe2+被氧化,可参加什么【讲述】在工业上用FeCl3溶液与铜反响可制作印刷电路板。【演示实验】用毛笔蘸取少量30的FeCl3溶液,在铜片上画一个“+,放置片刻后,用少量水将铜片上的溶液冲到小烧杯中。【引导】 为什么会出现这样的结果请写出发生的反响方程式。【设问】在Fe2+和Fe3+的转化关系中,如果再参加铁这种物质,形成一个“铁三角。请设计这个三角转化关系。【师生活动】整理与归纳“铁三角的转化关系。【小结】“铁三角(ppt13)【过渡】铁与铜的化合物不
15、仅在生产中的应用十分广泛,而且,铁与铜的化合物与人体的健康也有着密不可分的关系。下面,请大家来阅读教材P76的“铁及铜的化合物的应用。归纳铁和铜的化合物有哪些用途呢【板书】四铁及铜的化合物的应用(ppt14) Fe2O3作颜料氯化铁、硫酸亚铁可作净水剂 1铁的化合物 作磁性材料维持生命的微量元素2铜的化合物:铜盐可杀菌,CuSO4溶液杀灭寄生虫,治疗皮肤病【设问】既然铜与人体健康的关系如此密切,那么,在民用建筑上,铺设水管时,最好应采用怎样的金属材料做水管呢【稳固练习】ppt15、161能与Fe3+反响且能证明Fe3+具有氧化性的物质是: ( D )A. NaOH B. KSCN C. FeCl2 D. Fe2某溶液中参加KSCN溶液无明显现象,再滴加氯水,溶液立即变为红色,说明原溶液中一定含有B A.Fe3+ B. Fe2 C. Cu2+ D. Zn2+3要证明某溶液中不含Fe3+,而可能含有Fe2+,进行如下实验操作时最正确顺序为 C 参加足量氯水参加足量KMnO4 参加少量KSCN溶液A. B. C. D. 【结束语】铁和铜是两种古老的材料,通过两节课的学习,我们对它们的性质有了根本的认识,它们在我们的生活和生产中仍将起着举足轻重的作用。【作业】完成“练习与实践:第2、3、5、6、7、8、9题
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