课题3 金属资源的利用和保护教学设计与反思

课题3金属资源的利用和保护

【教学目标】

1.知道一些常见金属如铁、铝、铜等的矿物，了解从铁矿石中将铁还原出来的方法。

2.会根据化学方程式对含有某些杂质的反应物或生成物进行有关计算。

【学习重点】

根据化学方程式对含有某些杂质的反应物或生成物进行有关计算。 【教学过程】

一．铁的冶炼

1.金属资源的概况：

阅读课本14页“资料卡片”：地壳中含量最多的两种元素：（

）、（

）

地球上的金属资源广泛地存在于地壳和浩瀚的海洋中，除少数很不活泼的金属如金、银等有单质形式存在外，其余都以化合物形式存在．怎样将自然界中的这些化合物变成能为我们利用的金属单质呢？通过学习本课题，你一定会找到满意的答案

铁矿石包括

赤铁矿：颜色：红色

主要成分Fe2O3，

磁铁矿：颜色：黑色

主要成分Fe3O4，

铝土矿：主要成分Al2O3

2、铁的冶炼：

（一）实验室炼铁

（1）原理：利用一氧化碳与氧化铁的反应。

（2）注意事项：

在实验室用一氧化碳还原氧化铁的实验中，应先_________，再________________ 。（通一氧化碳或点燃酒精噴灯加热）原因：

________________加热一段时间后，我们将看到固体由____色变成____色，澄清石灰水_________。完全反应后，应先______________________，再________________ ___（熄灭酒精喷灯停止加热或继续通一氧化碳到冷却）原因：

______________________酒精灯的作用是______________________。

请写出相关的化学方程式：

①_____________________

②_____________________

(二)工业炼铁

请同学们阅读课本16页，回答下列问题：

1.工业炼铁的原料是什么？各自起什么作用？

2.工业炼铁的原理是什么？

3.工业炼铁的设备是什么？

（1）、原料：铁矿石、焦炭、石灰石

（2）、原理：在高温下，用还原剂CO把铁从铁矿石里还原出来。

高温

Fe2O3

+

3CO ==== 2Fe

+

3CO2 （３）、设备：高炉

（４）、产品：生铁

冶炼过程如下：（1）在高温下，焦炭跟氧气反应生成二氧化碳；C＋O2（2）二氧化碳被焦炭还原成一氧化碳．CO2CO2＋C2CO（3）一氧化碳再跟铁矿石中的氧化物反应，生成铁．3CO＋Fe2O32Fe＋3CO2为了确保CO只与Fe2O3反应，还需将矿石中含的杂质SiO2除去．石灰石高温分解成氧化钙，CaCO3CaO＋CO2↑，氧化钙再与二氧化硅反应，CaO＋SiO2＝＝＝＝CaSiO3（硅酸钙），硅酸钙作为炉渣会从铁水中分离出来，从而达到除去二氧化硅的目的．二、含杂质物质的化学方程式计算

由于铁矿石的成分复杂，所以在实际生产时，所用的原料或产物一般都含有杂质，所以在计算成本或产量时应考虑到杂质问题．

化学方程式所表达的都是纯净物质发生化学变化时的相互关系，各化学式所规定的化学量，反映的是纯净物之间的数量关系．但在现实生活中绝对纯净或理想纯净的物质是不存在的，或多或少都含有杂质，当进行计算时所含杂质改变了各物质间的质量关系．因此当参与反应的物质含杂质时，应先要把含杂质物质的质量换算成纯净物质的质量，再进行计算．纯物质质量＝不纯物质总量×纯物质所占质量分数如：有1000 g含Fe2O3 80%的赤铁矿，其中Fe2O3的质量＝1000 g×80%＝80 g，再如，有1000 kg 含杂质4%的生铁，则纯铁质量应是：1000 kg×（1－4%）＝960 kg．例题：用1000t含氧化铁80%的赤铁矿石炼铁，理论上可以炼出含铁96%的生铁多少吨？分析：计算时应注意把反应物和生成物都换算成纯物质的量，再代入化学方程式计算．解：设理论上可以炼出含铁96%的生铁质量为x，根据题意：纯Fe2O3质量＝1000t×80%＝800t纯Fe质量＝x·96%代入化学方程式中：Fe2O3＋3CO2Fe＋3CO2160 1121000t x·96%1601121000tx96%x＝583t答：可炼出含铁96%的生铁583t．

练习：某钢铁厂每天消耗2000t含四氧化三铁80%的磁铁矿，理论上可以炼出含铁98%的生铁多少吨？

三．课堂小结：

1.实验室炼铁的原理、实验现象和注意事项

2.工业炼铁的原料、原理和设备

3.含杂质的计算

四.课后作业：

课后练习题

耗2000含四氧化三铁80%的磁铁练习：某钢铁厂每天消耗2000含四氧化三铁80的磁铁矿，理论上可以炼出含铁98%的生铁多少吨课堂小结：2.工业炼铁的原料、原理和设备3.含杂质的计算练习：某钢铁厂每天消耗000t含四氧化三铁80%的磁铁矿，理论上可以炼出含铁98%的生铁多少吨？