6.3金属矿物与冶炼教学设计---2023-2024学年九年级化学科粤版（2012）下册

金属矿物与冶炼 一、学习目标 1. 掌握金属矿物的基本种类和性质，了解其常见的应用。 2. 理解金属冶炼的基本原理和常用方法，了解其在工业生产和生活中的应用。 3. 培养学生的实验操作能力和观察能力，培养学生对科学探究的兴趣。 二、学习过程 （一）知识回顾 1. 什么是金属矿物？常见的金属矿物有哪些？ 2. 金属的物理性质有哪些？常见的金属在物理性质上有何异同？ 3. 金属的化学性质有哪些？常见的金属在化学性质上有何异同？ （二）新课引入 通过前面的学习，我们已经了解了金属的物理性质和化学性质。然而，要从自然界中获得金属单质，需要经过金属矿物的开采和冶炼。今天我们将学习金属矿物与冶炼的相关知识。 （三）新课学习 1. 金属矿物的基本种类和性质 （1）自然界的金属矿物种类繁多，根据其成分和结构可分为自然金、自然银、铁矿、铜矿等。不同金属矿物具有不同的物理性质和化学性质，如颜色、硬度、导电性、导热性等。一些常见的金属矿物及其性质如下： 金矿 金黄色 软 良好 良好 Au 银矿 银白色 硬 良好 良好 Ag 铁矿 铁黑色 中等 良好 中等 Fe2O3 或 FeO 铜矿 铜红色 中等 良好 中等 Cu2(OH)2CO3 或 CuO （2）金属矿物中的金属单质或其化合物具有较高的熔点和沸点，这使得金属矿物在高温下容易熔化和蒸发。此外，金属矿物还具有较好的延展性和导电性。这些性质决定了金属矿物在工业生产和生活中的广泛应用。例如，金可用于制作首饰和电子元件；银可用于制作导体和感光材料；铁可用于制作建筑材料和制造各种工具；铜可用于制作电线和管道等。 2. 金属的冶炼原理和常用方法 （1）冶炼原理：金属的冶炼是通过化学反应将金属矿物中的金属元素还原出来，形成金属单质的过程。这个过程需要使用还原剂，通常为碳、一氧化碳或氢气等。还原剂将金属矿物中的金属元素还原为金属单质，同时伴随着能量的释放。根据化学反应原理，金属的冶炼需要在高温下进行，因为金属矿物中的金属元素具有较高的化合价，需要足够的能量才能将其还原为零价的金属单质。 （2）常用方法：根据金属的性质和冶炼要求，可以采用不同的冶炼方法。例如，火法冶炼、湿法冶炼和电化学方法等。下面介绍两种常用的冶炼方法： *火法冶炼：通过高温还原剂将金属矿物还原为金属单质。火法冶炼的原理是利用高温下还原剂与金属矿物发生化学反应，将金属元素还原为金属单质。火法冶炼的常用设备包括高炉、电弧炉和感应炉等。例如，铁矿的高炉炼铁就是一个典型的火法冶炼过程，其中铁矿石、焦炭和石灰石等原料在高炉中经过一系列的化学反应，最终得到生铁。 工业冶炼赤铁矿原理 C+O2燃烧CO2 CO2+C高温2CO Fe2O3+3CO高温2Fe+3CO2 实验室还原三氧化二铁装置 ［记录］实验现象 玻璃管中的现象：红色的氧化铁粉末逐渐变为黑色。 试管中的现象：澄清石灰水变浑浊。 玻璃管出口处现象：时而有蓝色火焰产生。 ［讨论］在实验过程中应注意哪些安全事项？ ［交流］（1）先通CO，再加热，目的是将玻璃管中的空气排尽。 *湿法冶炼：利用化学反应将金属矿物中的金属元素转化为离子状态，再通过沉淀、结晶等方法提取出金属单质。湿法冶炼的原理是利用合适的化学溶剂将金属矿物中的金属元素溶解出来，然后通过化学反应将溶解的金属元素转化为离子状态。接下来，通过沉淀、结晶等方法将离子状态的金属元素提取出来，最后得到金属单质。湿法冶炼的常用溶剂包括酸、碱、盐等化学试剂。例如，铜矿的硫酸浸出-电解方法提取铜就是一个典型的湿法冶炼过程。具体而言，铜矿石中的铜元素在硫酸的作用下转化为硫酸铜溶液，经过电解得到纯铜。湿法冶炼具有较高的选择性，能够从低品位矿石中提取出高纯度的金属单质。 3. 教学互动 教师可以通过实验演示来展示不同金属矿物与还原剂的反应现象，帮助学生理解冶炼原理和常用方法。学生可以分组进行实验操作，观察实验现象并记录实验结果。通过实验探究，学生可以更加直观地了解金属矿物的性质以及冶炼过程对环境的影响。此外，教师可以引导学生思考如何合理 学科网（北京）股份有限公司 $$