课题3　金属资源的利用和保护课时教学实录

教

学

设

计

铁的冶炼

经开区实验初中

张红玲

课题3

金属资源的利用和保护

第1课时

铁的冶炼

一、教学目标

【知识与技能】

1.知道一些常见的金属矿物, 2. 了解从铁矿石中将铁还原出来的方法。

【过程与方法】

1.通过实验,让学生了解炼铁的原理,认识化学原理对实际生产的指导作用。

2.通过对实验的观察，培养科学实验中解决问题的能力

【情感·态度·价值观】

通过化学知识与生产、生活的联系,引导学生关注身边的化学,增强社会责任感。

二、教学重难点

【教学重点】 炼铁的原理。

【教学难点】 炼铁原理实验过程中操作步骤及实验现象的猜想

三、教学过程

（一）、导入新课

通过前面我们学习《碳和碳的氧化物》的内容，让同学们看这样一个故事引入新课。

[投影展示故事内容]

通过故事引入一氧化碳的还原性，进而引入金属的冶炼原理，提出“钢铁是怎样炼成”的问题来。

（二）、推进新课

[讲解]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,其余都以化合物的形式存在。

[过渡]不同种类的金属在地壳中的含量并不相同,它们在地壳中呈怎样的分布趋势呢?(引导学生阅读教材第14页的“资料卡片”,了解金属元素在地壳中的含量) [提出问题]人类目前普遍使用的金属有哪些? [归纳总结]铁、铝、铜等。

[提出问题]这是否和它们在地壳中的含量有关呢? [归纳总结]有一定的关系,地壳中含量高的金属往往被广泛使用。

[讨论交流]铜在地壳中的含量远小于铁和铝,但其在日常生活和工农业生产中也被广泛应用的原因是什么呢? [过渡]引导学生阅读教材第15页的相关内容,了解常见的金属矿石。

[讲解]我国是世界上已知矿物种类比较齐全的少数国家之一,矿物储量丰富。现在,人类每年都要提取数以亿吨计的金属,用于工农业生产和其他领域。其中,提取量最大的是铁。

[过渡]大多数金属都是以化合物的形式存在于自然界中,我们如何从金属矿石中获得需要的金属呢?

[提出问题]比较Fe2O3与Fe的组成差异,思考用什么方法或试剂可完成铁的冶炼。

[归纳总结]Fe2O3与Fe在组成上只相差一种元素,即氧元素。使Fe2O3转变为Fe的关键是使Fe2O3失去“O”。可以寻找一种物质使其能主动夺取Fe2O3中的“O”。

[引导]结合夺取氧的物质具有还原性进行思考。

[归纳总结]C、CO等都符合条件。

[讲解]这些物质都可把Fe2O3中的“O”夺走,但考虑到经济效益等原因,我们一般选用CO。

[图片展示]“一氧化碳还原氧化铁”图片(学生观看装置图并猜想实验原理、实验现象及实验步骤等，把猜想写到纸上)。

[视频展示]播放“一氧化碳还原氧化铁”视频(学生观看视频并总结实验原理、实验现象及实验步骤等，并与自己写的猜想对照)。

[归纳总结] ①玻璃管中的粉末由红色逐渐变黑(Fe2O3转化为Fe),试管里的澄清石灰水变浑浊(说明有CO2生成),点燃尾气时产生蓝色火焰。 ②Fe2O3+3CO2Fe+3CO2。

[讨论交流]①实验前为什么要先通入CO再加热? ②实验结束后,为什么要先停止加热,并继续通CO至玻璃管冷却? ③为什么要将尾气点燃?

[归纳总结]①CO与空气混合加热易发生爆炸,实验前先通入CO再加热的目的是将玻璃管中的空气排尽,防止加热时发生爆炸。

②实验结束后,先停止加热,并继续通CO至玻璃管冷却的目的是防止生成的铁粉在较高温度下被重新氧化;防止石灰水倒吸,使玻璃管炸裂。

③防止CO污染空气。

[讲解]工业上铁的冶炼原理虽与上述实验原理相同,但其规模、条件、装置却与此差异很大。（引导学生阅读教材第16页内容）

[归纳总结]高炉炼铁。

原料

铁矿石、焦炭、石灰石、空气等

反应

在高温的条件下,利用炉内反应生成的一氧化原理

碳把铁从铁矿石中还原出来

以赤铁矿为原料,主要反应为3CO+Fe2O3化学

焦炭的作用:①提供热量:C+O2方程原剂:C+CO2式

炼铁过程中石灰石的主要作用是将矿石中的二氧化硅转变为炉渣

产品

生铁(含碳量为2%~4.3%的铁合金,不是纯铁)

（三）、【课堂练习】

2CO CO2;②提供还2Fe+3CO2

[2014陕西(副题)18题4分]如图是实验室模拟炼铁原理示意图，回答下列问题。

第9题图

(1)加热前先通CO的目的是_________________________________。

(2)实验时，玻璃管中的现象是________________________________。

(3)CO有毒，直接排放会污染空气。写出处理尾气时反应的化学方程式____________________。

四、板书设计

课题3 金属资源的利用和保护

第1课时

铁的冶炼

一、金属资源的概况

1.存在形式:少数金属(如金、银等)以单质形式存在,大部分金属都以化合物的形式存在。

2.金属矿物:赤铁矿(主要成分是Fe2O3)、磁铁矿(主要成分是Fe3O4)、铝土矿(主要成分是Al2O3)等。

二、铁的冶炼

(一)一氧化碳还原氧化铁

1.原理:Fe2O3+3CO2Fe+3CO2。

2.现象:红色粉末逐渐变黑,澄清石灰水变浑浊,点燃尾气时产生蓝色火焰。

(二)工业炼铁

1.设备:高炉。

2.原料:铁矿石、焦炭、石灰石、空气等。

3.原理:C+O2CO2、CO2+C2CO、Fe2O3+3CO2Fe+3CO2。

4.产品:生铁(混合物)。