第一节　合金优质教案设计

第三章 探索生活材料

第一节 合金

铁的冶炼

合金

教学目标：

知识与技能：

1．了解从铁矿石中将铁还原出来的方法；

2．知道生铁和钢等重要的合金，认识加入其他元素可以改善金属特性的重要性；

3．认识金属材料在生产、生活和社会发展中的重要作用。

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。

情感态度价值观：

了解我国钢铁工业的发展；认识金属冶炼的重要性。

内容要点：

1、

在炼铁高炉里用一氧化碳把铁矿石中的氧化铁（或其他铁的氧化物）在高温下反应能生成生铁。（写出化学方程式）

2、生铁和钢是重要的铁合金。

3、合金是由一种金属跟其他金属(或非金属)熔合形成的有金属特性的物质。如青铜是由铜、锡等元素形成的合金。世界上最常见、应用很广的钢是由铁、碳等元素形成的合金。

通常所说的“金属材料”，既包括各种纯金属，也包括各种合金。

教学重点与难点

教学重点：生铁的冶炼；铁的两种合金；含杂质物质的化学方程式的计算。

教学难点：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。

探究学习：

1．一氧化碳与氧化铁反应的注意事项

2．生铁和钢的比较

知识整理：

一．生铁的冶炼

1．炼铁的原料：铁矿石、焦炭、石灰石和空气

铁矿石：主要有赤铁矿Fe2O3、磁铁矿Fe3O4、菱铁矿FeCO3、黄铁矿FeS2

焦炭：主要作用是提供热量和产生还原剂CO；

石灰石：主要作用是造渣，除去铁矿石中SiO2等杂质。

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。

4．炼铁的过程及反应（以赤铁矿为例）：

（1）焦炭燃烧产生热量并生成还原剂

高温C+O2点燃===CO2；CO2+C===2CO （2）氧化铁被CO还原成铁

Fe2O3+3CO高温===2Fe+3CO2

（3）SiO2与CaCO3分解产生的CaO反应生成硅酸钙

CaCO3高温===CaO+CO2↑；CaO+SiO2==CaSiO3 ；炉渣主要成分

5．炼铁产物：生铁

有关问题：常见的铁矿石主要有：吃铁矿（主要成分是Fe2O3）、磁铁矿（主要成份Fe3O4）、菱铁矿（主要成分为FeCO3）、黄铁矿（主要成分是FeS2）。请你从多角度分析这几种矿石哪些不适合用来炼铁。

分析：根据化学式的计算，黄铁矿及菱铁矿中铁的质量分数都较小，并且黄铁矿中含有硫元素，在炼铁的过程中，很有可能形成二氧化硫气体，排放到空气中引起空气污染。

6．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高温古代湿法炼铜：Fe+CuSO4==FeSO4+Cu===2Cu+CO；源学科网][来

（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通电电解熔融氯化钠制钠：2NaCl通电===4Al+3O2↑，===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↑

二．一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：

反应前，先通一段时间一氧化碳，然后再加热。目的是为了尽可能的排尽试管中的空气，防止造成爆炸。

反应后，先撤走酒精灯，等固体冷却后再停止通一氧化碳。目的是为了使固体冷却，防止石灰水倒吸。

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。

5．氧化剂、还原剂；氧化性、还原性；氧化反应、还原反应

氧化剂具有氧化性，在反应过程中失去氧，本身被还原，发生还原反应；

还原剂具有还原性，在反应过程中得到氧，本身被氧化，发生氧化反应。

如：

失氧

Fe2O3+3CO高温

===2Fe+3CO2

得氧

在该反应中，Fe2O3是氧化剂，CO是还原剂。

三．铁的两种重要的合金——生铁和钢

1．合金：由一种金属和其他金属（或者非金属）熔合形成的具有金属特性的物质。2．生铁和钢组成和性能上的差异：

3．合金的性能：

[来源学科网][来源学科网]

（1）一般来说，合金的硬度比组成它的金属大；

（2）大多数合金的熔点比组成金属的熔点低；

（3）导电、导热性能比组成它的金属差

（4）合金的性能主要决定于合金的成分

4．金属材料：包括各种纯金属，也包括各种合金。

有关问题：黄铜是由铜与锌组成的合金，外观上类似于黄金。请你设计有关问题：黄铜是由铜与锌组成的合金，外观上类似于黄金。请你设计些具体的实验来鉴别黄金与黄铜。