课题3　金属资源的利用和保护优质课教学设计

8.3金属资源的利用和保护（第一课时）

一、学习目标：

班级

姓名

1.知道常见的用来提炼金属的矿石，记住可用来炼铁的矿石。

2.了解炼铁的基本原理。

3.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。

【知识回顾】

1.分析“真金不怕火炼”的原因，以及钠、镁等金属为什么在自然界中不能以单质形式存在，而是以化合物形式存在于各种矿物之中的原因。

2.铁在自然界中以化合物形式存在于矿物中，我们怎样可得到铁单质？

二、自主探究：

知识点一：金属资源的存在方式与矿石

【自学指导一】阅读课本P15—16，回答下列问题：

1.地壳中居前五位的元素含量由大到小的排列顺序为：

，地壳中含量最多的元素与含量最多的金属元素所形成的化合物的化学式为

。

2.地球上的金属资源广泛的存在于

和

中，除少数很不活泼的金属如

、

等以

形式存在外，其余都以

形式存在。

3.工业上把能

叫作矿石，常见的铁、铜、铝的矿石主要有哪些？主要成分是什么？

知识点二：铁的冶炼

【思考】P16常见的铁矿石有：磁铁矿（主要成分Fe3O4）、赤铁矿（主要成分Fe2O3）、菱铁矿（主要成分FeCO3）、黄铁矿（主要成分FeS2），你认为最适宜炼铁的两种矿石是

，理由是 。（提示：可考虑铁元素的含量高低及在冶炼过程中对环境的影响大小）

【观察】观察P17实验8-20“一氧化碳还原氧化铁”

现象

化学方程式

直玻璃管内

色的氧化铁变为 色

试管内

澄清石灰水

酒精灯处

导管口有 色火焰

【交流讨论】

1.实验开始时，先 ，再 ，这样做的目的是 。

2.实验结束时，要先 ，再 ，原因是 。

3.最后导气管中的气体为何要接一个燃着的酒精灯？ 。

4.在一氧化碳与氧化铁的反应中，一氧化碳具有 性，做 剂。

5.工业炼铁的主要设备是 ，原料是 、 、 、 等。

7.距今2000多年前，我国劳动人民已经掌握了炼铁技术，他们将碳不完全燃烧，生成一氧化碳，在高温下用一氧化碳将铁矿石中的氧化铁还原为铁。请写出上述两个反应的化学方程式

⑴

、⑵

。

8.工业炼铁中是否得到纯净的铁？

【巧学妙记】上述实验可简记为：CO早出晚归，酒精喷灯迟到早退。

■工业炼铁中焦炭的主要作用：

①燃烧产生大量的热量，提供高温条件；②燃烧产物为CO，提供还原剂。

知识点三：含杂物质的化学方程式计算

【自学指导二】认真分析例题的解答方法与步骤

，并完成以下题目：

1

⑴100吨含杂质3%的磁铁矿石中有多少四氧化三铁？

⑵200吨含三氧化二铁97%的赤铁矿石的质量是多少？

⑶含铁95%的生铁1000吨中纯铁的质量是多少？

⑷某炼铁厂利用含三氧化三铁80%的赤铁矿石100吨可得到含铁96%的生铁多少吨？

【归纳小结】

1.化学方程式表示的是纯净物质之间的质量关系，因此，如果物质中含有杂质，要把杂质的质量除去，代入纯净物质的质量进行计算。

2.不纯物质、纯物质和纯度之间的关系：

①纯物质的质量=不纯物质的质量×纯度

②不纯物质的质量= ③纯度 = 【交流学习】小组内互相检查做题情况，找出出错的地方。

【合作学习】各组内互相交流出错较多的地方，互相纠正并讲解，还不明白的地方提出来有老师统一讲解。

【补充练习】

为检测某生铁产品的质量，取该生铁样品10.0g放入烧杯，加入一定量的稀硫酸，使之充分反应（杂质不与酸反应）后称量，发现反应后的烧杯中质量比反应前减少了0.34g。试计算：

⑴生铁样品中杂质的质量是多少克？

⑵生产100t这样的生铁，至少需要含氧化铁80%的赤铁矿多少吨？

三、当堂检测

1.下列金属在自然界主要以单质形式存在的是（ ）

A．铁 B．铝 C．镁 D．银

2.冶铁的原料中，除铁矿石、焦炭、空气，还应添加的是（ ）

A．一氧化碳 B．石灰石 C二氧化锰 D．碳化铁

3.人类每年向地壳和海洋中索取大量的金属矿物资源，以提取数以吨计的金属。其中提取量最大的是( ) A．铜 B．铝 C．铁 D．银

4.某赤铁矿样品中铁元素的质量分数为63%，则该矿石样品中主要成分的质量分数为（ ）

A.95% B.85% C.90% D.80% 5.下列有关铁的说法错误的是（ ）

A．地壳中铁元素含量排在第四位 B．在铁制品表面镀锌可防锈

C．用铁矿石与焦炭在高炉内炼钢 D．生铁的含碳量比钢的含碳量高

6.用赤铁矿（主要成分是Fe3O4）为7.原料炼铁，主要反应的化学反方程式是____________________________。在此反应中，氧化剂是___________，还原剂是___________，铁元素的化合价由_______价变为______价。

铁在地壳中含量居所有金属元素的第

位，由于铁的化学性质

，所以铁在地壳中以 形式存在。常见的含铁的矿物有：磁铁矿（主要成分为 ）、赤铁矿：（主要成分为 ）。工业炼铁时，把 、 、 一起加入高炉，利用焦炭与氧气反应生成的 把铁从 里还原出来。

8.铁的下列性质中，属于化学性质的是（ ）

A.有良好的延展性 B.在潮湿空气中容易生锈 C.能导电 D.能导热

9.用一氧化碳与氧化铁反应炼铁时，可观察到直玻璃管中的现象是 ，反应的化学方程式是 ，试管内的现象是 ，反应的化学方程式是 ，酒精灯处反应的化学方程式是 。做该实验之前应先 ，然后 。目的是为了防止 。在该实验中最后加一个燃着的酒精灯的作用是，目的是 。

10.铁匠师傅常采用将红热的铁器浸入水中急速冷却的方法增加铁器的硬度，此法称为“淬火”。红热的铁与水可生成四氧化三铁和氢气，发生反应的化学方程式为

，基本反应类型是

。

2

11.某化学兴趣小组用一氧化碳与氧化铁的反应来探究炼铁的原理，装置如下图所示。请回答有关问题：

(1)为避免一氧化碳污染空气，并回收利用一氧化碳，方框中连接的是C和D，导管接口的连接顺序为a→( )→( )→( )。C装置中NaOH的作用是 。

(2)实验开始时，应

(填“先加热再通CO”或“先通CO再加热”)，目的是 。

(3)实验进行一段时间后，玻璃管A中出现的现象为

，反应方程式为 。

(4)除CO外，还有哪些物质可以还原Fe2O3 (请写一物质的化学式)。

12.莱芜素有“绿色钢城”之美誉，作为全国“钢铁十强企业”的莱钢集团为上海世博会各展馆的建设提供了数万吨钢铁材料。

（1）莱钢炼铁厂常以焦炭、赤铁矿（主要成分是氧化铁）、空气等为主要原料炼铁，反应过程如图所示。其中焦炭的作用是____________________。

（2）电化学腐蚀是金属腐蚀的主要原因。当两种活泼性不同的金属在潮湿的环境中接触时，因形成原电池，活泼性强的金属首先被腐蚀。利用这一原理，为了保护轮船的钢质外壳，通常在行驶的轮船外壳上连接____________ （填“铜板”、“锌板”）。

（3）为了满足某些尖端技术发展的需要，人们又合成了许多新型合金材料。储氢合金是一类能够大量吸收H2，并与H2结合成金属氢化物的材料。此过程发生了________变化（填“物理”、“化学”），储氢合金属于_________ （填“纯净物”、“混合物”）。

【拓展延伸】

13.冶炼2240吨含杂质3%的生铁，需要含氧化铁80%的赤铁矿多少吨？

⑴请你根据化学方程式进行计算。

⑵本题还有其他解法吗？若有，说明依据并列式；若没有，可不必回答此问。

14.将一氧化碳通入盛有12克氧化铁的试管内，加热反应一段时间后，停止加热，继续通入一氧化碳至试管冷却，此时，试管内残留固体的质量为9.6克，计算反应生成的铁的质量。

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