第三单元　含硅矿物与信息材料获奖说课稿

专题3 从矿物到基础材料

第二单元

铁、铜及其化合物的应用

3-2-1从自然界获取铁和铜

【教学目标】

1、

了解铁、铜的在自然界的主要存在形式。

2、了解铁、铜常见的冶炼方法，掌握高炉炼铁、湿法炼铜的化学原理。

3、从人类认识利用金属的历史引入，过渡到铁、铜的冶炼方法。

4、认识化学与人类生产、生活的密切关系。

【教学重点】

铁、铜的冶炼。

【教学难点】

铁、铜的冶炼。

【教学过程】

[导入新课]日常生活中除铝外应用最广泛的金属是什么？

[板书]一、铁、铜在自然界的存在

[展示]抛光铁片、铜片、磁铁及各种铁、铜矿石以及与铁、铜有关的物品或资料。

[设问]为什么地球上只存在少量单质铜，而铁的单质只存在于陨石中？

[讲解]铁、铜在地球上主要以化合态的矿物形式存在，铁比铜活泼，故“人类最早利用的铁，只是从天而降的陨铁，铁在地球上皆以化合态存在”，而“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”。更因此，人类历史上“青铜器时代”要先于“铁器时代”。

[板书]铁、铜在地球上主要以化合态的矿物形式存在。

[过渡]要得到铁、铜单质，必须通过一定的方式进行冶炼。

[板书]二、铁、铜的冶炼

1、铁的冶炼

[展示]高炉炼铁的图片。

[阅读]课本P72 [思考]（1）高炉炼铁的主要原料有哪些？

（2）高炉炼铁的主要原理是什么？高炉炼铁的主要反应有哪些？

（3）石灰石的作用是什么？

[板书]（1）高炉炼铁的主要原料：铁矿石、焦炭、石灰石。

（2）主要原理：3CO + Fe2O3

2Fe + 3CO2

主要反应：C + O2

CO2 应生成炉渣. CaCO3

CaO + CO2

CaO + SiO2

CaSiO3

[讲述]用这种方法冶炼得到的铁不是纯铁,而是生铁。根据含碳量的不同，铁的合金可分为生铁和钢。

[板书]（3）铁合金

①生铁：C%在2%～4.3%；

②钢：C%在0.03%～2%。

[过渡]前面我们讨论了炼铁的原理和方法，下面我们了解一下炼铜的原理和方法。

C + CO2

2CO （3）石灰石的作用：在高温下分解生成氧化钙和二氧化碳,氧化钙和铁矿石中的二氧化硅反

1

[板书]2、铜的冶炼

[讲述]在我国古代就已经掌握了炼铜的方法，即湿法炼铜。其过程为：

[讨论] （1）你能从氧化还原反应的角度理解古代湿法炼铜的原理吗？

（2）怎样进行实验，实验现象如何？

（3）讨论其它炼铜、炼铁的可能方法。

[板书] （1）湿法炼铜的原理：Fe + Cu2+

== Fe2+

+ Cu 从氧化还原反应的角度来分析：铁是还原剂，将铜置换出来。

（2）实验现象：银白色的铁丝上附着了一层红色的铜。

（3）从铁、铜的化合物中提取铁、铜的可能途径：

H2+ CuO

Cu+ H2O；CO+ CuO

Cu+ CO2；2Al+Fe2O3

Al2O3+2Fe。

[小结]通过这节课的学习，我们大家对金属铁和铜在自然界的存在方式及冶炼有了一定的了解。而科学技术是处在不断的发展变化之中的，新的技术、新的冶炼方法都逐渐的被发现和应用，因此，任何一种方法都不可能是尽善尽美的，我们要用发展的眼光去看待这一切。

[板书设计] 一、铁、铜在自然界的存在

铁、铜在地球上主要以化合态的矿物形式存在。

二、铁、铜的冶炼

1、铁的冶炼

（1）高炉炼铁的主要原料：铁矿石、焦炭、石灰石。

（2）主要原理：3CO + Fe2O3

2Fe + 3CO2

主要反应：C + O2

CO2 应生成炉渣. CaCO3

CaO + CO2

CaO + SiO2

CaSiO3

（3）铁合金

①生铁：C%在2%～4.3%；

②钢：C%在0.03%～2%。

2、铜的冶炼

Fe + Cu2+

== Fe2+

+ Cu

3-2-2铁、铜及其化合物的应用（1）

【教学目标】

1、掌握铁、铜及其重要化合物的主要性质及应用。

2、通过思考与交流，实验和观察，科学探究、实践活动等，初步学会发现问题、提出问题、分析问题、解决问题，逐步培养敢于质疑、勇于创新的精神和合作精神等；

3、通过实验现象的推理分析，培养学生一切从实际出发，由表及里，以严密的逻辑推理得C + CO2

2CO （3）石灰石的作用：在高温下分解生成氧化钙和二氧化碳,氧化钙和铁矿石中的二氧化硅反含氧化铜的矿石

铜盐溶液

铜

酸

铁

[实验设计]药品（铁钉、氯化铜溶液），模拟湿法炼铜。

2

出结论的思维方法。

4、培养通过实验来研究物质及其变化的科学方法和严谨求实的科学态度；

【教学重点】

铁、铜的化学性质

【教学难点】

铁、铜的化学性质

【教学过程】

[引入]上节课我们我们了铁、铜的冶炼，那么铁、铜的性质又是怎样的呢？今天我们就来学习铁、铜的性质。

[板书]一、铁、铜的物理性质

[展示]铁片、铜片。

[观察]颜色、状态。

[讲述]纯铁是银白色的具有金属光泽的固体，密度较大，熔点较高；铜呈光亮的紫红色，具有金属光泽，密度较大，熔点较高。

[设问]铁、铜作为金属，还具有怎样的物理性质呢？

[讲解]具有金属的通性，如：能导电、导热，具有一定的延展性等等。

[板书]

共同点

不同点

铜具有与众不同的紫红色，质地较硬

铁

具有金属光泽，密度较大，纯铁为银白色，有良好的延展性，质地较软，可被磁化

铜

熔点较高，易导电、导热。[交流与讨论]在以前的学习中，我们已经了解了铁、铜与其它其它发生的一些反应，请你写出下列反应的化学方程式或离子方程式。你还知道有铁或铜参加的其它反应吗？将你所知道的反应填写在（5）、（6）的横线上。上述反应中，如果是氧化还原反应，请指出反应中的氧化剂和还原剂。

[提问]由上述反应分析：

（1）铁的活泼性如何？可用什么做判断依据？

（2）你曾经还学过铁的哪些化学性质？

[归纳] （1）分析得出：用金属活动性顺序进行判断。与Na、Mg、Al、Cu比较得出结论。

（2）与Cl2、O2、盐酸（稀硫酸）、CuSO4溶液反应。

[板书]二、铁、铜的化学性质

1、铁的化学性质：铁是较活泼的金属（或中等活泼金属），在反应中充当还原剂。

[讲述]铁与氧化性较弱的氧化剂反应转化为+2价铁的化合物，而在与氧化性较强的氧化剂反应则转化为+3价铁的化合物。

[板书]（1）与非金属反应

[讲述]在初中时我们学过，铁丝在氧气里燃烧，生成黑色的四氧化三铁。写出其反应的化学方程式。

[板书]①Fe + 2O2

Fe3O4

[讲述]那么,铁还能跟其它非金属反应吗? [回忆]铁丝在氯气里燃烧的现象。

现象：生成棕黄色的烟。

3

[板书]②2Fe

+3Cl2

2FeCl3

[讲述]我们知道，铁与稀盐酸、稀硫酸可以反应放出氢气，而在常温下遇浓硫酸、浓硝酸会发生钝化。

[板书]（2）与酸反应

①Fe + 2H+ = Fe2+ + H2↑

②铁遇冷的浓硫酸、浓硝酸会发生钝化。

（3）与盐溶液反应

Fe + Cu2+ == Fe2+

+ Cu

[讲述]铜属于不活泼金属，性质比较稳定，铜在一定条件下可以跟其它物质发生反应，并在反应中充当还原剂。铜在反应中一般转化为+2价的化合物。

[板书]2、铜的化学性质

（1）与非金属反应：Cu + Cl2

CuCl2

（2）与AgNO3溶液反应:Cu + 2Ag+=2Ag + Cu2+

[小结] [板书设计] 一、铁、铜的物理性质

纯铁是银白色的具有金属光泽的固体，密度较大，熔点较高；铜呈光亮的紫红色，具有金属光泽，密度较大，熔点较高。

二、铁、铜的化学性质

1、铁的化学性质：铁是较活泼的金属（或中等活泼金属），在反应中充当还原剂。

（1）与非金属反应

①Fe + 2O2

Fe3O4

②2Fe

+3Cl2

2FeCl3

（2）与酸反应

①Fe + 2H+ = Fe2+ + H2↑

②铁遇冷的浓硫酸、浓硝酸会发生钝化。

（3）与盐溶液反应

Fe + Cu2+ == Fe2+

+ Cu

2、铜的化学性质

（1）与非金属反应：Cu + Cl2

CuCl2

（2）与AgNO3溶液反应:Cu + 2Ag+=2Ag + Cu2+

3-2-2铁、铜及其化合物的应用（2）

【教学目标】

1、掌握铁、铜及其重要化合物的主要性质及应用。

2、在“实验—反思—再实验—再反思”的过程中体验实验探究的方法和技能。

2、

通过问题讨论的过程，使学生能主动与他人进行交流，清楚表达自己的观点，培养学生善于合作的精神。

【教学重点】

Fe2+与Fe3+的检验；Fe2+与Fe3+的相互转化

【教学难点】

Fe2+与Fe3+的检验；Fe2+与Fe3+的相互转化

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【教学过程】

[板书]三、Fe2+与Fe3+的检验

[展示]新制FeCl2和FeCl3溶液，观察溶液颜色。

[提问]（1）如何检验溶液中Fe3+的存在？

[演示实验]

实验①：向盛有1mL0.1mol/LFeCl2溶液试管中加入3滴KSCN溶液；

实验②：向盛有1mL0.1mol/L FeCl3溶液的试管中加入3滴KSCN溶液，比较实验现象。

（2）如何检验溶液中Fe2+的存在？

实验③：向实验②试管溶液中，滴加几滴新制的氯水后，观察溶液的颜色。引导学生思考：说明了什么？从氧化还原角度分析原因？

[板书]1、Fe3+的检验：向盛有FeCl3溶液的试管中加入几滴KSCN溶液，溶液变为血红色，说明有Fe3+存在。

Fe3＋3SCN＋－Fe(SCN)3

2、Fe2+的检验：向盛有FeCl2溶液的试管中加入3滴KSCN溶液，溶液无明显现象，再滴加几滴新制的氯水后溶液变为血红色，说明有Fe2+存在。

（1）2Fe2++ Cl2（2）Fe3＋3SCN＋－2Fe3++2Cl-

Fe(SCN)3

2+3+[板书]四、Fe2+与Fe3+的相互转化

[活动与探究]不同价态的铁的化合物在一定条件下能够相互转化，让我们共同探究Fe与Fe的转化条件。

1、请你根据氧化还原反应的基本原理，提出Fe与Fe相互转化的假设。

2、请设计Fe与Fe相互转化的实验方案，进行实验并记录现象。

[板书] 1、加入强氧化剂，可以将Fe2+转化为Fe3+，加入还原剂可以将Fe3+转化为Fe2+。

2、实验方案：

氯水

Fe2+

Fe3+

2+3+2+3+①铁粉；②铜粉

Fe3+

Fe2+ [演示]①取3ml FeCl2

溶液中加入几滴氯水，滴加KSCN 溶液。

②取3ml FeCl3

溶液加入一小药匙铁粉后，滴加几滴KSCN溶液。

③取3ml FeCl3

溶液加入一小药匙铜粉。

引导学生从氧化还原反应角度分析并写出①、②、③号试管反应的方程式。

[归纳总结] （1）实验现象：

①号试管的溶液变成血红色；②号溶液铁粉溶解，溶液颜色变浅；③号试管中铜粉溶解，溶液由浅绿色变蓝。

（2）实验结论：①号试管中Fe2+被强氧化剂氧化成Fe3+；、②、③号试管中Fe3+均被还原剂还原成Fe2+。

[板书]3、反应原理

①号试管：2Fe2++ Cl2 = 2Fe3++2Cl

②号试管：Fe + 2Fe3+ = 3 Fe2+ ③号试管：Cu + 2Fe3+ = 2Fe2+ + Cu2+

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Fe2+与Fe3+的相互转化：

[板书]4、Fe2+与Fe3+的相互转化的应用

[讲述]铁的不同价态之间相互转化，在生产生活和科学研究有着广泛的应用。

（1）在配制Fe2+溶液时加入少量铁粉；

（2）FeCl3

溶液与铜反应制作印刷电路板；

（3）为除去废水中Fe2+，常把废水中Fe2+氧化为Fe3+，再调节溶液的pH使Fe3+转化为Fe(OH)3沉淀析出，教师引导学生讨论原因是什么？

[讨论并交流] （1）Fe2+溶液不稳定，易被空气中氧气氧化成Fe3+，加入少量铁粉或一根铁钉可以防止氧化而变质。

（2）利用Cu 可以把Fe3+还原成Fe2+这一性质即2Fe3+ + Cu==Cu2++2Fe2+。

（3）Fe3+在弱酸性条件下即可沉淀完全达到分离目的。

[介绍]铁及铜的化合物的应用

1、铁的化合物

①Fe2O3作颜料。

②氯化铁，硫酸铁作净水剂。

④维持生命的微量元素

③作磁性材料。

2、铜的化合物

①CuSO4溶液杀菌，治疗皮肤病。

②Cu2O可作为造玻璃，搪瓷的红色颜料。

[板书设计] 三、Fe2+与Fe3+的检验

1、Fe3+的检验：向盛有FeCl3溶液的试管中加入几滴KSCN溶液，溶液变为血红色，说明有Fe3+存在。

Fe3＋3SCN＋－Fe(SCN)3

2、Fe2+的检验：向盛有FeCl2溶液的试管中加入3滴KSCN溶液，溶液无明显现象，再滴加几滴新制的氯水后溶液变为血红色，说明有Fe2+存在。

（1）2Fe2++ Cl2（2）Fe3＋3SCN＋－2Fe3++2Cl-

Fe(SCN)3

四、Fe2+与Fe3+的相互转化

1、加入强氧化剂，可以将Fe2+转化为Fe3+，加入还原剂可以将Fe3+转化为Fe2+。

2、实验方案：

氯水

Fe2+

Fe3+

①铁粉；②铜粉

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Fe3+

Fe2+ 3、反应原理

①号试管：2Fe2++ Cl2 = 2Fe3++2Cl

②号试管：Fe + 2Fe3+ = 3 Fe2+ ③号试管：Cu + 2Fe3+ = 2Fe2+ + Cu2+ 4、Fe2+与Fe3+的相互转化的应用

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