2023-2024学年人教版九年级化学下册 第八单元课题3 金属资源的利用和保护 第1课时　铁的冶炼 导学案

2023-2024学年人教版九年级化学下册第八单元课题3金属资源的利用和保护第1课时铁的冶炼导学案一、导入目标：了解铁的冶炼过程和原理，掌握炼钢的基本方法。引入目标：今天我们将学习关于铁的冶炼过程和原理，以及炼钢的基本方法。引出问题：你知道铁是怎么来的吗？它是如何从矿石中提取出来的呢？引入新知识：今天我们将一起来学习铁的冶炼过程和原理，了解炼钢的基本方法。二、铁的冶炼目标：了解铁的冶炼过程和原理。1.铁的冶炼过程铁的冶炼是将含有铁的矿石经过一系列的物理和化学变化，提取出纯铁的过程。铁的冶炼主要分为两个步骤：炼铁和炼钢。1.1炼铁炼铁是指从铁矿石中提取出铁的过程。主要通过高炉冶炼和直接还原法进行。1.1.1高炉冶炼高炉冶炼是目前最常用的炼铁方法。具体步骤如下：1.加料：将炭、铁矿石和石灰石按一定的比例加入高炉中。2.过程：高炉内温度逐渐升高，矿石中的铁氧化物在高温下被还原为铁和一氧化碳，同时石灰石起到脱硫作用。3.收得：炉渣向下流动，铁从高炉底部取出，炉渣则从高炉顶部排出。1.1.2直接还原法直接还原法是一种直接从铁矿石中提取铁的方法。具体步骤如下：1.加料：将粉末状的铁矿石和载热剂一起加入反应器中。2.过程：反应器中加热到一定温度，铁矿石中的铁氧化物在还原剂的作用下被还原为金属铁。3.收得：金属铁从反应器中收得。2.铁的冶炼原理铁的冶炼过程是基于金属矿石中的铁氧化物可以被还原为金属铁的性质，通过热力学和化学原理实现的。2.1热力学原理铁的冶炼涉及到一系列的热化学反应，其中最主要的反应是铁氧化物的还原反应。在高温下，矿石中的铁氧化物可以被还原为金属铁和一氧化碳。这个反应过程是放热反应，可以利用获得的热能来维持高炉内的温度。2.2化学原理铁的冶炼过程涉及到一系列的化学反应，其中包括铁的氧化反应和还原反应。在高温下，矿石中的铁氧化物与还原剂反应，氧化反应产生热能，还原反应则将铁氧化物还原为金属铁。三、炼钢的基本方法目标：掌握炼钢的基本方法。1.炼钢的基本概念炼钢是通过对铁进行一系列物理和化学处理，调整其成分和性质，使之达到预定的合金成分和性能的过程。炼钢的基本方法有平炉炼钢和转炉炼钢。2.平炉炼钢平炉炼钢是一种传统的炼钢方法。具体步骤如下：1.铁水净化：将由高炉产生的铁水进行净化，去除杂质。2.调质处理：通过添加合适的合金元素，调整铁水的成分。3.除氧处理：向铁水中通入还原剂，去除杂质和气体。4.浇注坯料：将处理后的铁水倒入浇注坯料中，冷却后取出。5.热处理：对浇注坯料进行加热处理，进一步调整钢的成分和性质。3.转炉炼钢转炉炼钢是一种现代化的炼钢方法。具体步骤如下：1.加料：将铁水和炼钢矿石一起加入转炉中。2.过程：通过加热和搅拌，使铁水和矿石充分接触，进行反应。3.放吹炼钢：向转炉中通入氧气和燃料，提高炉内温度，促进矿石和铁水的化学反应。4.除渣：通过倾吊炉渣，将炉渣和不需要的杂质排出。5.浇铸坯料：将炼制好的钢水浇注到坯料中，冷却后取出。6.热处理：对浇注坯料进行加热处理，进一步调整钢的成分和性质。四、小结通过本节课的学习，我们了解了铁的冶炼过程和原理，掌握了炼钢的基本方法。铁的冶炼过程包括炼铁和炼钢两个步骤，炼铁主要通过高炉冶炼和直接还原法进行，而炼钢则通过平炉炼钢和转炉炼钢实现。通过炼钢的不同方法，我们可以调整铁的成分和性质，使之得到符合