6.3 金属矿物与冶炼（导学案）

1、.6.3 金属矿物与冶炼课题分析本课题涉及面广，包括地球上及我国的金属资源概况、铁的冶炼、有关含杂质的化学方程式计算、金属的腐蚀及防护、金属资源的保护等，既有知识、技能方面的内容，又有环境意识和资源意识等情感领域的内容。第一部分“铁的冶炼是本课题教学的重点，教案设计时，把铁的冶炼原理和实验室模拟工业冶炼原理的实验设计成了探究内容，以便学生主动参与，深化理解，对金属资源概况这部分内容的学习，也特意的精心设计，一是对学生的视野进展了拓展，二是为他们将来高中的学习作铺垫。第二部分“金属资源的保护重点是有关铁的锈蚀以及防护的“活动与探究内容。此部分内容全由学生通过实验、讨论、应用等环节来完成。关于金属

2、资源的保护，也由学生通过联络实际，发挥想象，进展讨论等方式来认识和学习。总之，本课题教案的设计，充分表达了学生为主、探究为主，老师引导这一特点。 第1课时 铁的冶炼课前自学准备明确课标要求课题铁的冶炼课型新授课教学目的知识与技能1.知道常见金属：铁、铝、铜等的矿物，理解从铁矿石中将铁复原出来的方法。2.会利用化学方程式对含有某些杂质的反响物或生成物进展有关计算。过程与方法1.通过实验，让学生理解炼铁的原理，使学生认识化学原理对实际消费的指导作用。2.通过对某些含有杂质的物质的计算，使学生把化学原理、计算和消费实际严密地结合在一起，培养学生灵敏运用知识的才能。情感、态度与价值观1.通过对我国古代

3、炼铁史的介绍，让学生理解我国的悠久历史，激发学生的爱国热情。2.增强对生活和自然界中化学现象的好奇心和探究欲。3.关注与化学有关的社会问题，初步形成主动参与社会决策的意识。4.树立为社会的进步而学习化学的志向。教学重点1.铁的冶炼。2.有关炼铁的杂质问题计算。教学难点有关化学方程式计算中的杂质问题的计算。教具准备多媒体课件等。特别提醒：在实验室做一氧化碳复原氧化铁的实验时，应注意：CO是可燃性气体，假如混有空气或氧气，温度到达着火点或与明火接触可能发生爆炸，在使用前必须检验其纯度，因此在加热之前，必须将管内空气排净。实验中尾气要处理后再排放，防止其污染空气。课前自主学习课前预习1.地球上的金属

4、资源除金、银等有单质形式存在，其余都以化合物形式存在。2.CO复原Fe2O3：1现象红色粉末变黑，澄清的石灰水变浑浊；2化学方程式为。3.工业炼铁：1设备：高炉，2原料：铁矿石、焦炭、石灰石，3原理：在高温的条件下，用CO从铁的氧化物中把铁复原出来。课堂教学展示课堂互动探究新课导入地球上的金属资源广泛存在于地壳和浩瀚的海洋中，除少数很不活泼的金属如金、银等以单质形式存在外，其余都以化合物形式存在。以化合物形式存在的金属在自然界中以矿物形式存在，含矿物的岩石称为矿石。工业上就是从矿石中来提炼金属的。进展新课知识点1 常见的金属矿石【学生活动】请同学们阅读课本P14P15，包括图片和资料，交流讨论

5、。答复：1.常见的金属矿物有哪些？其主要成分是什么？2.常见的铁矿石中理论上最适宜炼铁的两种矿石是什么？理由？3.人类目前普遍使用的金属有哪些？【交流评价】让学生分析与交换不同意见。【交流答复】1.常见的金属矿产有赤铁矿主要成分是Fe2O3、磁铁矿主要成分是Fe3O4、菱铁矿主要成分是FeCO3、铝土矿主要成分是Al2O3、黄铜矿主要成分是CuFeS2、辉铜矿主要成分是Cu2S。2.最适宜炼铁的两种矿石是磁铁矿和赤铁矿，因为这两种矿石含铁量高质量分数大，且含硫等“有害元素少，冶炼时产生的污染小。3.普遍使用的金属有铁、铝等。【过渡】如今，人类每年都要向地壳和海洋索取大量的金属矿物资源，以提炼数

6、以亿吨计的金属。其中提取量最大的是铁。把金属矿物变成金属的过程，叫做金属的冶炼。炼铁的过程称之为铁的冶炼。下面，我们就来学习有关铁的冶炼的知识。知识点2 铁的冶炼【学生活动】1.展示我国古代炼铁图理解我国炼铁的悠久历史。2.观看视频参观炼铁厂和展示P16图8-22。3.考虑工业冶炼铁的原料、原理和设备。4.炼铁高炉及炉内化学反响过程示意图。【分析小结】1.冶炼的原料：铁矿石、焦炭、石灰石和空气2.冶炼的原理用化学方程式表示铁矿石的种类很多，最重要的铁矿石有磁铁矿、赤铁矿、褐铁矿和菱铁矿等。铁矿石常按其含铁量的上下分为富矿含铁量高于50%以上和贫矿含铁量在45%50%以下。在评定铁矿石的品位和质

7、量时，除看这种铁矿石里的含铁量以外，还要看它的脉石的成分和有害杂质硫、磷的含量的多少。课外拓展：由于铁矿石里除了铁的氧化物外，还含有难熔化的脉石主要成分一般为SiO2。因此，炼铁时还要参加助熔剂一般用石灰石，利用石灰石CaCO3在高温下分解出的生石灰CaO与脉石反响生成熔点较低的硅酸钙，这样将脉石从矿石里别离出来。CaCO3高温CaO+CO2，CaO+SiO2高温CaSiO3，在冶炼过程中，混在铁矿石里的锰、硅、硫、磷等元素也会被碳或一氧化碳从它们的化合物中复原出来，少量的碳、锰、硅、硫、磷等在高温下熔合在铁里，成为生铁。这就是炼铁时不能得到纯铁的原因。3.冶铁的设备高炉4.产品生铁铁合金、混

8、合物【演示实验】利用多媒体课件展示一氧化碳复原氧化铁，分析反响原理，记录现象，分析实验本卷须知。【归纳总结】1.实验原理：2.实验步骤：检查装置气密性；装入样品并固定；向玻璃管内通入CO气体；给氧化铁加热；停顿加热；停顿通入一氧化碳。3.实验现象：红色粉末逐渐变成黑色；澄清石灰水变浑浊；点燃尾气时，产生蓝色火焰。4.本卷须知：先通CO的目的：排出玻璃管内的空气，以免加热时CO与空气混合，发生爆炸；实验完毕后继续通CO的目的：防止氧化铁复原成铁后，在较高的温度下又被氧化；尾气处理：多余的CO要燃烧掉，防止CO污染空气；涉及的其他反响：CO2+CaOH2=CaCO3+H2O、知识点3有关含杂质物质

9、的计算【课件展示】利用多媒体展示课本P17例题。【分析】化学方程式表示的是纯洁物之间的质量关系，赤铁矿石中含有纯的氧化铁的质量为：1000t×80%。假设设生铁的质量为x，那么其纯铁的质量为x×96%,根据化学方程式就可计算出结果。解：设理论上可以炼出含铁96%的生铁的质量为x。答：1000t含氧化铁80%的赤铁矿石，理论上可炼出含铁96%的生铁583t。教学板书课题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.存在方式：不活泼金属金、银以单质形式存在，其余金属以化合物形式存在。2.矿石铁矿石：赤铁矿Fe2O3、磁铁矿Fe3O4、菱铁矿FeCO3、黄铁矿F

10、eS2铜矿石：黄铜矿CuFeS2、辉铜矿Cu2S铝矿石：铝土矿Al2O3二、铁的冶炼1.工业炼铁1原料：铁矿石、焦炭、石灰石和空气2原理：3设备高炉4产品生铁铁合金、混合物2.实验室炼铁1原理：3CO+Fe2O3高温2Fe+3CO22步骤：查气密性；装样品；通CO；加热Fe2O3；停顿加热；停通CO。3现象：红色粉末变黑；澄清石灰水变浑浊；点燃尾气时产生蓝色火焰。4注意：先通CO的目的：排出玻璃管内的空气，防止CO与空气混合发生爆炸；实验完后继续通CO的目的：防止生成的铁在高温下又被氧化；尾气处理：多余CO燃烧掉，防止CO污染空气。三、有关杂质问题的计算根据化学方程式计算时，要把含杂质的质量换

11、算成纯物质的质量。课堂小结本节课我们主要学习了金属资源的概况，铁的冶炼及有关杂质问题的计算等知识。难点是含杂质问题的计算，课后需要练习强化这类计算。课堂析疑解难教材习题解答练习与应用P211.1Fe2O3 2Fe3O4 3FeCO3 4Al2O35.解：设该厂理论上可日产含Fe 98%的生铁的质量为x。答：该厂理论上可日产含Fe 98%的生铁2714t。6.解：设需要含Fe3O490%的磁铁矿石的质量为x。答：需要含Fe3O490%的磁铁矿石2977t。方法点拨：11000t赤铁矿石是一个干扰因素，它不是纯氧化铁的质量，所以应把混合物变为纯洁物； 纯物质质量=混合物质量×纯度。2化学

12、方程式必须配平，计算关系量别忘了计量数与相对分子质量的乘积。3列式计算切莫漏掉单位。4如何将纯洁物的量转化成混合物的量？混合物=纯洁物÷纯度。5写出简答，切莫略或写“。规律总结：含杂质问题的计算，一般都假定杂质不参加化学反响，只能把纯洁物的质量代入化学式中计算。难题解答【例1】知识点1一地质勘探队经过勘探发现某地有四处铁矿，贮量相当丰富，经分析发现它们分别是磁铁矿主要成分是Fe3O4、赤铁矿主要成分是Fe2O3、菱铁矿主要成分是FeCO3和黄铁矿主要成分是FeS2。测得四种铁矿中杂质含量一样。那么四种铁矿中具有开采价值的最优选择是 A.磁铁矿 B.赤铁矿 C.菱铁矿 D.硫铁矿【解析

13、】根据化学式的计算，Fe2O3 、Fe3O4、FeCO3、FeS2中含铁的质量分数分别为70%、72.4%、48.3%、46.7%，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，所以上述黄铁矿及菱铁矿不合适用来炼铁。所以最适宜炼铁的两种矿石是磁铁矿和赤铁矿，“最优选择那么应是磁铁矿。【答案】A【例2】知识点2以下有关高炉炼铁的说法正确的一组是 高炉中焦炭的作用是产生一氧化碳高炉中焦炭的作用是供热高炉中把铁矿石冶炼成铁的主要反响原理是：高炉中把铁矿石冶炼成铁的主要反响原理是：A. B. C. D.【解析】焦炭在炼铁

14、过程中的主要作用是转化为一氧化碳，然后再复原铁矿石。故焦炭可提供热量和得到复原剂一氧化碳。【答案】D【例3】知识点3用2019t含氧化铁80%的赤铁矿矿石理论上可以炼出含铁96%的生铁多少吨？【解析】纯物质的质量不纯物质的质量×纯物质的质量分数。含有杂质的物质质量不能直接代入化学方程式中计算，因为杂质没有参加化学反响。此题也可以根据铁元素的质量在化学反响前后不变，利用化学式进展计算。【答案】解：2019t矿石中含氧化铁的质量为2019t×80%1600t设1600t氧化铁理论上可炼出铁的质量为x。折合为含铁96%的生铁的质量：1120t÷96%1166.7t答：理论上可炼出含铁96%的生铁1166.7t。课后反响总结课后达标检测布置作业：完本钱课时对应练习，并提醒学生预习下一节的内容。课后教学反思方法点拨：解答该类题应从以下几个方面入手： 反响条件； 本钱上下； 有效成分的质量分数； 对环境的影响。归纳总结：1混合物中某物质的质量分数纯