福建省永定县坎市中学2013届九年级化学全册 5.2《金属矿物 铁的冶炼》教案 沪教版 (2)

1 福建省永定县坎市中学福建省永定县坎市中学 20132013 届九年级化学全册届九年级化学全册 5 2 5 2 金属矿物金属矿物 铁的铁的 冶炼冶炼 同步练习同步练习 沪教版沪教版 设问 1 地壳中铁的含量在金属中居于第几位 自然界中铁元素以何种形式存在 2 你知道的铁矿石 铜矿石 铝矿石有哪些 我国的铁矿主要分布在哪些地区 3 人类冶炼最多 在生产生活中应用最广泛的金属是什么 引导学生阅读P123 124 既然铁在日常生活和国民生产中的地位如此重要 那么 我们有必要了解和掌握以铁矿石 为原料冶炼出铁的反应原理及过程 铁矿的主要成分都是铁的化合物 冶铁是把铁矿变为金属 铁的过程 板书 一 常见的金属矿物板书 一 常见的金属矿物 1 1 常见的金属矿物 铁 铜 铝矿及其存在形态 常见的金属矿物 铁 铜 铝矿及其存在形态 2 2 金属的冶炼金属的冶炼 使金属矿物变成金属的过程 使金属矿物变成金属的过程 引导 今天我们以主要成分为 Fe2O3的赤铁矿为例 来学习研究如何实现铁的冶炼 对比 Fe2O3与 Fe 组成上的区别 请大胆假设 如何实现从 Fe2O3到 Fe 的转变 Fe2O3与 Fe 的组成上均含有 Fe 元素 不同之处在于 Fe 少了 O 元素 要使 Fe2O3转变为 Fe 可从下列方面入手 1 可在一定条件下 使 Fe2O3直接失氧 转变为铁 2 可加入某类物质 让其与 Fe2O3中的 O 元素结合 主动夺取 Fe2O3中的 O 元素 使 Fe2O3转变为金属 Fe 强调 金属的氧化和金属的还原的概念 P125倒数第一段 通常把金属 如铁 跟氧气结合生成金属氧化物 如氧化铁 的过程称为金属的氧化 金属氧化物跟焦碳 氢气 一氧化碳等物质反应 失去氧转化为金属的过程称为金属氧化 物的还原 评析 引读 P125 拓宽视野 金属的冶炼方法 还原法 电解法 热分解法 3 3 金属冶炼的方法 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 C2Cu CO 古代湿法炼铜 高温 Fe CuSO4 FeSO4 Cu 2 电解法 活泼金属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 2Al2O34Al 3O2 通电 电解熔融氯化钠制钠 2NaCl2Na Cl2 通电 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 2 如 氧化汞制水银 2HgO2Hg O2 高温 强调 金属 Fe 的活动性不是很强 可选择加入其它易得氧的物质与 Fe2O3反应 以夺氧的方 式还原 Fe2O3 引导 我们以前所学过和接触的物质中 哪些可以和 O 结合 形成新的物质 答 Mg H2 C S CO P Cu 等物质可实现以上变化 引导 从理论上讲 这些物质都可以实现所需转变 但从经济效益 环境保护 人体健康及安全 角度出发 我们一般选择 C 或 CO 现以 CO 为例 探讨铁的冶炼过程 阅读 P124 观察与思考 中 CO 与 Fe2O3的反应 工业炼铁的主要原理 思考 1 实验中为什么要先通一段时间 CO 再加热 Fe2O3 2 澄清石灰水的作用是什么 实验中会出现什么现象 3 点燃从尖嘴管口排出气体的目的是什么 4 实验结束前应如何操作 才能保证得到较纯净的铁粉 5 如何验证实验中产生了铁 6 该实验体现了 CO 的哪些化学性质 右边处装置的作用 验证 CO 还原氧化铁的产物是二氧化碳 除去多余的 CO 防止它污染空气 板书 二 铁的冶炼板书 二 铁的冶炼 一 实验室模拟 1 实验步骤 检验装置的气密性 装入药品并固定 向玻璃管内通入一氧化碳气体 给氧化铁加热 停止加热 停止通一氧化碳 将黑色粉末倒在白纸上 看其能否被磁铁吸起 CO 早出晚归 酒精灯 迟到早退 2 实验现象 红棕色粉末逐渐变成黑色 澄清的石灰水变浑浊 尾气燃烧并产生蓝色火焰 黑色粉末可以被磁铁吸引 3CO Fe2O3 2Fe 3CO2 3 注意事项 1 反应前 先通入 CO 再加热 目的是为了排尽装置内的空气 避免加热时 CO 与空气混 合发生爆炸 2 反应后 先撤走酒精灯 等固体冷却后再停止通一氧化碳 目的是为了使固体产物冷却 高温 3 防止铁在较高的温度下重新被氧化 同时还可以防止石灰水倒吸 3 尾气处理 由于一氧化碳有毒 故尾气要点燃或收集除去 防止污染空气 设问 如果将 CO 改为 H2 还要进行尾气处理吗 不用 因为 H2 无毒 二 工业炼铁 1 炼铁的原料 铁矿石 提供铁元素 焦炭 a 提供热源 维持炉温 b 制还原剂 石灰 石 制造炉渣 和空气 提供氧气 2 炼铁的设备 高炉 3 炼铁的原理 在高温条件下 利用焦炭与氧气反应生成的还原剂一氧化碳从铁矿石中将 铁还原出来 主要反应 2C O2 2CO C CO2 2CO C O2 CO2 3CO Fe2O3 2Fe 3CO2 CaCO3 CaO CO2 CaO SiO2 CaSiO3 炉渣 可用于制水泥 尾气主要成分 CO 和 CO2 需经处理后再排放 引入 三 有关杂质问题的计算三 有关杂质问题的计算 不纯物质的质量 纯物质的质量 物质的质量分数 学习三类计算题 1 已知矿石求生铁 或铁 P125 交流与讨论 2 练习 用 1000t 含氧化铁 80 的赤铁矿石 理论上可以炼出含铁 96 的生铁多少吨 2 已知生铁求矿石 例 某炼铁厂每天生产纯度 95 的生铁 70 t 问该厂每天最少需用含杂质 20 的赤铁矿 含 Fe2O3 多少吨 3 求铁合金的含碳量 判断是生铁还是钢 将 10g 钢铁样品置于氧气流中灼烧 得到了 0 2g 二氧化碳 问此样品的含碳量是多少 它是钢还是生铁 0 54 是钢 课后练习 课后练习 1 下列两个成语与我们所学的化学知识有关 简述其中的化学原理 百炼成钢 将反复烧红的生铁在空气中不断锤打 转化为钢 高温 点燃 高温 高温 4 答 百炼成钢 锤打烧红的铁时 生铁中 C 与 O2反应生成 CO2 使含碳量降低 2 炼铁选用的铁矿石不仅要选含铁量高的 还要选 有害元素 少的 今有铁矿石 磁铁矿 石 主要成分是 Fe3O4 赤铁矿石 主要成分是 Fe2O3 褐铁矿石 主要成分是 2Fe2O3 3H2O 菱铁矿石 主要成分是 FeCO3 黄铁矿石 主要成分是 FeS2 你认为不适宜炼铁的矿石是 理由 3 用 CO 还原铁的氧化物的实验中 硬质玻璃管质量是 71 7 g 在通人 CO 前 铁的氧化物和 玻璃管的总质量是 86 2 g 当铁的氧化物与足量的 CO 充分反应且生成的 CO2全部逸出玻璃管 后 玻璃管和管内固体的总质量为 82 2 g 通过计算推测该铁的氧化物的化学式 4 将 13g 锌样品放入足量的硫酸中反应 放出的氢气是 0 36g 则铁样品中含有的杂质可能 A Mg B Al C Cu D Fe 5 如果血液中缺乏亚铁离子 就会造成缺铁性贫血 市场出售的某种麦片中含有微量的颗粒极 小的还原铁粉 这些铁粉