内容正文:
课题3 金属资源的利用和保护
第1课时 金属矿物 铁的冶炼
◇教学目标◇
1.知道大多数金属在自然界中是以金属矿物形式存在的,体会化学方法在金属冶炼中的重要作用。
2.通过对某些含有杂质的物质的计算,引导学生把化学原理、计算与生产实际结合在一起,培养学生灵活运用知识的能力。
◇教学重难点◇
1.教学重点:炼铁的原理和有关化学反应中含杂质问题的计算。
2.教学难点:有关化学反应中含杂质物质的计算。
◇教学过程◇
一、导入新课
《钢铁是怎样炼成的》是苏联作家尼古拉·奥斯特洛夫斯基所著的一部长篇小说,有一名钢铁厂的工人误把这本书当成介绍钢铁冶炼的科技书籍。那么,你知道钢铁是怎样炼成的吗?
二、推进新课
[投影展示]
[讲解]地球上的金属资源广泛地存在于地壳和海洋中,除金、银等有单质的形式存在外,金属多以化合物的形式存在。
[过渡]引导学生阅读教材第16页的相关内容,了解常见的金属矿石。
[讲解]我国是世界上为数不多的已知金属矿物种类比较齐全的国家之一,矿物储量丰富。现在,人类每年都要从有开采价值的金属矿物中提炼大量的金属,用于工农业生产和其他领域。其中,提炼量最大的是铁。
[过渡]常见的金属矿物有赤铁矿(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。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”。
[归纳总结]H2、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C或CO。
[投影展示]高炉炼铁示意图。
[归纳总结]高炉炼铁。
原料
赤铁矿石、焦炭、石灰石、空气等
反应原理
在高温下,利用炉内反应生成的一氧化碳把铁从氧化铁中还原出来
化学
方程式
以赤铁矿为原料,主要反应为3CO+Fe2O32Fe+3CO2
焦炭的作用:①提供热量:C+O2CO2;②提供CO:C+CO22CO
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)
[提出问题]结合第六单元碳单质的化学性质,我们知道焦炭也可以还原金属氧化物,为何要生成CO后再还原呢?
[归纳总结]因为焦炭是固体,和赤铁矿石接触面积小,而CO是气体,反应物间的接触面积大,反应速率更快,更彻底。也正因为焦炭的存在,导致获得的产品不是纯铁,而是生铁。
[过渡]实际生产过程中,所用的原料或产物一般都含有杂质,在计算用料和产量时应考虑杂质问题,相关转化关系如下:
①混合物中某物质的质量分数(纯度)=×100%=1-杂质的质量分数。
②某纯净物的质量=混合物的总质量×该物质的质量分数。
③混合物的总质量=。
[例题]讲解教材第18页的例题。
[归纳总结]根据化学方程式计算,代入的数据必须是纯净物的质量。
◇板书设计◇
·课题3 金属资源的利用和保护
第1课时 金属矿物 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)有单质的形式存在,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——工业炼铁
1.设备:高炉。
2.原料:赤铁矿石、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)。
三、有关化学反应中杂质问题的计算
纯净物的质量=混合物的总质量×纯净物的质量分数。
◇教学反思◇
关于地球上及我国的金属资源情况的教学,可以结合地理课的有关内容,利用标本或实物照片,鼓励学生主动查找有关资料,以激发学生的学习热情。在讲解铁的冶炼及含杂质物质的有关化学方程式的计算时,由于这部分知识比较抽象,应注意调动学生积极性,可让学生当堂练习,以加深学生的理解和掌握。
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