内容正文:
第八单元 金属和金属材料
课题3 金属资源的利用与保护
第1课时
学习电子排布规律时,与同学互相讲解能加深印象。学习电解池原理时,与同学互相讲解能加深印象。培养科学探究精神。学习水解反应原理时,建立错题本是有效的方法。学习燃烧反应条件时,使用模拟实验软件。掌握常见物质颜色。注意物质状态符号。学习酸碱中和反应时,组织化学知识竞赛。及时请教不懂的问题。学习高分子化合物时,录制讲解音频。学习离子检验方法时,使用记忆宫殿技巧。掌握常见物质颜色。及时请教不懂的问题。培养科学探究精神。注意废物处理方法。规范使用化学符号。注意反应条件影响。
新课导入
人类每年要提取数以亿吨计的金属, 用于工农业生产和其他领域。其中, 提取量最大的是铁。
新课导入
我们使用的这些金属是从哪里提取出来的?
培养科学探究精神。学习化学实验操作时,建议绘制思维导图梳理知识脉络。学习化学方程式配平时,分析历年考题规律。重视环保意识培养。注意反应物比例。注意数据记录准确。学习结晶方法选择时,创建化学反应流程图。学习金属腐蚀防护时,尝试编写记忆口诀。理解催化剂特性。培养科学探究精神。注意区分相似概念。学习气体收集方法时,订阅化学科普杂志。关注生活中的化学现象。计算题要写完整过程。掌握安全图标含义。及时请教不懂的问题。注意实验安全操作。注意观察细微现象。理解元素周期律。
新课导入
知识点2 常见的金属矿石
课堂教学展示
课堂探究
阅读课本P14~P15(16-17),包括图片和资料,交流讨论。回答:
1.自然界中金属一般以什么形式存在?
2.常见的铁矿石、铝矿石、铜矿石、锰矿石、钛矿石有哪些?其主要成分是什么?
3.工业炼铁的原理?
新课讲授
地球上的金属资源广泛存在于地壳和海洋中,除少数很不活泼的金属如金银等有单质形式存在外,其余都以化合物的形式存在。
自然界中的几种矿石
以单质形式存在的金属
金 Au
银 Ag
铂 Pt
陨铁Fe
学习反应速率因素时,创建化学反应流程图。培养科学探究精神。注意反应物比例。掌握常见物质颜色。学习石油分馏产物时,联系生活实际应用效果更好。理解质量守恒本质。区分物理化学变化。学习化学键类型区分时,使用记忆宫殿技巧。学习电解质概念时,创建化学反应流程图。注意实验安全操作。理解比死记硬背更重要。学习反应速率因素时,定期进行自我测试。学习物质分类标准时,制作学习时间表。多思考反应原理。注意区分相似概念。多思考反应原理。理解催化剂特性。区分物理化学变化。关注生活中的化学现象。
新课讲授
含铁元素的矿石
自然界中的几种矿石
以化合物形式存在
磁铁矿
(Fe3O4)
赤铁矿
(Fe2O3)
菱铁矿
(FeCO3)
黄铁矿
(FeS2)
新课讲授
黄铜矿
CuFeS2
辉铜矿
Cu2S
孔雀石
Cu2(OH)2CO3
含铜元素的矿石
自然界中的几种矿石
以化合物形式存在
赤铜矿
Cu2O
理解能量变化图示。掌握安全图标含义。学习化学方程式配平时,分析历年考题规律。学习摩尔质量计算时,录制讲解音频。学习催化剂作用时,创建概念关系网络图。学习环境污染防治时,制作对比表格便于区分概念。重视实验现象观察。定期复习很关键。牢记化学用语规范。注意化学方程式条件。计算题要写完整过程。学习PH值测定时,推荐完成专题练习题巩固理解。学习离子检验方法时,可以通过制作知识卡片来强化记忆。理解电子转移过程。注意区分相似概念。掌握安全图标含义。理解电子转移过程。注意物质状态符号。
新课讲授
铝土矿
Al2O3
明矾石
KAl(SO4)·12H2O
含铝元素的矿石
自然界中的几种矿石
以化合物形式存在
含其他元素的矿石
金红石
(TiO2)
软锰矿
(MnO2)
学习食品添加剂时,分组讨论难点问题。注意废物处理方法。注意区分相似概念。学习有机化合物命名时,利用手机APP辅助学习。学习离子化合物形成时,录制讲解音频。学习高分子化合物时,观看实验演示视频很有帮助。学习水解反应原理时,录制讲解音频。理解比死记硬背更重要。学习食品添加剂时,利用模型辅助理解。学习石油分馏产物时,推荐完成专题练习题巩固理解。理解催化剂特性。注意数据记录准确。定期复习很关键。注意溶液配制步骤。计算题要写完整过程。多思考反应原理。区分物理化学变化。
新课讲授
最早的人工冶铁制品
西周晚期的玉柄铁剑
战国时期最大的铁器
战国时期的铁火盆
铁的冶炼
铁器的使用记载
新课讲授
宝钢炼铁高炉
炼铁的记载
明代宋应星所著《天工开物》中的我国古代炼铁图
炒钢法
早在春秋战国时期,我国就开始生产和使用铁器。从一世纪起,铁便成了一种最主要的金属材料。
比较Fe2O3与Fe组成的差异,用什么方法或试剂去完成铁的冶炼呢?
学习石油分馏产物时,制作对比表格便于区分概念。注意物质状态符号。重视环保意识培养。学习电解池原理时,订阅化学科普杂志。学习环境污染防治时,使用模拟实验软件。理解能量变化图示。注意溶液配制步骤。学习电子排布规律时,创建概念关系网络图。学习化学平衡移动时,制作学习时间表。理解电子转移过程。学习石油分馏产物时,组织化学知识竞赛。区分物理化学变化。规范使用化学符号。注意观察细微现象。区分宏观微观表述。注意实验安全操作。掌握常见仪器名称。掌握安全图标含义。注意废物处理方法。
新课讲授
怎样把铁矿石变成铁呢?
3C+2Fe2O3 4Fe+3CO2↑
高温
3CO+Fe2O3 2Fe+3CO2
高温
把铁元素从铁矿石中提炼出来
回顾:得到铁的化学方程式?
工业炼铁的原理
新课讲授
3CO+Fe2O3 2Fe+3CO2
高温
赤铁矿石、焦炭和石灰石
高炉气体
高炉气体
出铁口
进风口
O2
N2
热空气
进风口
出渣口
CO2+C 2CO
高温
C+O2 CO2
高温
生铁
炉渣
铁的冶炼
将矿石中的二氧化硅转变为炉渣
CaCO3+SiO2 CaSiO3+CO2↑
高温
造气反应
造铁反应
造渣反应
①燃烧供热
②提供还原剂CO
注意实验误差分析。学习离子化合物形成时,使用模拟实验软件。学习物质分类标准时,记录学习日记。理解催化剂特性。多思考反应原理。理解元素周期律。学习原子结构示意图时,建立化学实验日志。多思考反应原理。区分宏观微观表述。掌握常见仪器名称。学习电子排布规律时,建立错题本是有效的方法。理解质量守恒本质。注意溶液配制步骤。学习化学方程式配平时,参加化学兴趣小组。注意实验误差分析。注意观察细微现象。注意溶液配制步骤。注意区分相似概念。及时请教不懂的问题。掌握常见物质颜色。
1.冶炼的原料:
2.冶炼的原理:
3.冶铁的设备:
4.产品:
工业冶炼铁
主要成分CO、CO2、N2
铁矿石
焦炭
石灰石
空气
提供铁元素
提供还原剂CO
提供热量
将矿石中的SiO2转变为炉渣
提供反应所需的氧气
高炉
生铁
对环境的影响
含铁量高低
如果由你来选择铁矿石,你会选择哪种矿石作为炼铁的原料?
黄铁矿(FeS2)
磁铁矿(Fe3O4)
赤铁矿(Fe2O3)
菱铁矿(FeCO3)
讨论
学习原电池原理时,使用彩色标记重点内容。学习燃烧反应条件时,记录学习日记。学习金属腐蚀防护时,记录学习日记。关注生活中的化学现象。学习水解反应原理时,利用模型辅助理解。注意溶液配制步骤。学习原电池原理时,制作对比表格便于区分概念。学习PH值测定时,尝试编写记忆口诀。注意实验安全操作。区分宏观微观表述。注意废物处理方法。学习金属腐蚀防护时,利用手机APP辅助学习。注意反应条件影响。掌握物质特性记忆。区分物理化学变化。注意化学方程式条件。掌握安全图标含义。
新课讲授
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。
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?
赤铁矿Fe2O3
磁铁矿Fe3O4
最适宜炼铁的两种矿石:
典例精讲
【例1】关于工业炼铁的说法正确的是( )
A.铁矿石用于炼铁是因为含有大量单质铁
B.焦炭的主要作用是不完全燃烧制取CO
C.在高炉中冶炼出来的是生铁,不是纯铁
D.高炉的尾气成分为CO,可以直接排放
D
学习气体收集方法时,使用模拟实验软件。多思考反应原理。学习PH值测定时,观看实验演示视频很有帮助。学习金属活动性顺序时,建议绘制思维导图梳理知识脉络。培养科学探究精神。学习反应速率因素时,观看实验演示视频很有帮助。多思考反应原理。区分物理化学变化。注意反应条件影响。学习化学平衡移动时,使用模拟实验软件。学习结晶方法选择时,记录学习日记。理解能量变化图示。牢记化学用语规范。掌握基本操作规范。理解元素周期律。区分物理化学变化。掌握基本操作规范。注意单位换算。注意溶液配制步骤。
知识梳理
分析工业炼铁原料、产物是否为纯净物。
问题:
答:原料和产物都不是纯净物,矿石中含有杂质。
在实际生产时,所用的原料或产物一般都含有杂质,在计算用料和产量时,应考虑到杂质问题。
【例题】用1000 t含氧化铁80%的赤铁矿石,理论上可以炼出含铁96%的生铁的质量是多少?
【分析】题目中共出现三个数据,但都不是纯量,这三个数据间的关系为:
赤铁矿石 → Fe2O3 → Fe → 生铁
1000 t → 1000 t×80% →化学方程式计算出纯铁质量→纯铁质量÷96%
知识点2 有关含杂质物质的计算
区分物理化学变化。学习反应速率因素时,建议绘制思维导图梳理知识脉络。掌握物质特性记忆。关注生活中的化学现象。学习燃烧反应条件时,使用记忆宫殿技巧。注意实验误差分析。学习金属活动性顺序时,记录学习日记。学习金属腐蚀防护时,参观科技馆相关展区。学习离子化合物形成时,建立化学实验日志。学习石油分馏产物时,使用记忆宫殿技巧。学习PH值测定时,参加化学兴趣小组。区分宏观微观表述。计算题要写完整过程。培养科学探究精神。注意数据记录准确。掌握基本操作规范。区分物理化学变化。
典例精讲
【例题】用1 000t含氧化铁80%的赤铁矿石,理论上可以炼出含铁96%的生铁的质量是多少(计算结果保留一位小数)?
【解】1 000t赤铁矿石中含氧化铁的质量为:
160
1 000t×80%=800t
设:800 t 氧化铁理论上可以炼出的铁质量为x。
Fe2O3+3CO 2Fe+3CO2
高温
x=560t
112
x
800t
160
112
800t
x
=
折合为含铁96%的生铁的质量为:
560t÷96%=583.3t
答:理论上可以炼出含铁96%的生铁的质量是583 3 t。
新课讲授
涉及杂质问题的计算
不纯物质中纯净物的质量 = 不纯物质的总质量×纯度%
纯度%= ×100%
不纯物质中纯净物的质量
不纯物质的总质量
在实际生产时,所用的原料或产物一般都含有杂质,在计算用料和产量时,应考虑到杂质问题。
第二步,依据化学方程式,根据已知纯物质的质量计算未知纯物质的质量;
第一步,将含杂质的物质质量转化成纯净物的质量;
第三步,将纯物质转化成杂质物质的质量。
不纯物质的质量=不纯物质中纯净物的质量 ÷纯度%
含杂质的计算一般做法
=1-杂质的质量分数%
重视环保意识培养。掌握常见仪器名称。学习食品添加剂时,利用手机APP辅助学习。学习同分异构体时,分组讨论难点问题。注意实验细节描述。学习有机化合物命名时,定期进行自我测试。学习摩尔质量计算时,使用彩色标记重点内容。注意物质状态符号。学习化学方程式配平时,参观科技馆相关展区。理解质量守恒本质。关注生活中的化学现象。注意废物处理方法。学习原电池原理时,记录学习日记。掌握常见物质颜色。注意溶液配制步骤。重视实验现象观察。注意实验细节描述。区分物理化学变化。计算题要写完整过程。
例 用2000t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应。本题也可以根据铁元素的质量在化学反应前后不变,利用化学式进行计算。
课堂教学展示
典例剖析
解:2000 t赤铁矿石中含氧化铁的质量为:
2000 t × 80% = 1600 t
160 2×56
1600 t x
160 2×56
1600 t x
=
x = 1120 t
折合为含铁96%的生铁的质量为:1120 t÷96%≈1166.7 t
答:理论上可炼出含铁96%的生铁1166.7t。
设:1600 t氧化铁理论上可以炼出的铁的质量为x。
Fe2O3 + 3CO 高温 2Fe + 3CO2
学习化学实验操作时,设计知识问答游戏。学习沉淀反应判断时,分析历年考题规律。区分宏观微观表述。学习催化剂作用时,制作学习时间表。学习反应速率因素时,建议绘制思维导图梳理知识脉络。学习原子结构示意图时,利用手机APP辅助学习。学习有机化合物命名时,参观科技馆相关展区。学习燃烧反应条件时,制作对比表格便于区分概念。重视实验现象观察。理解比死记硬背更重要。关注生活中的化学现象。注意溶液配制步骤。重视实验现象观察。理解催化剂特性。注意溶液配制步骤。注意溶液配制步骤。
冶炼2000t含杂质3%的生铁,需要含Fe3O4 90%的磁铁矿石多少吨?
解:设需要含Fe3O4 90%的磁铁矿石的质量为x
232 3×56
x·90%
答:需要含Fe3O4 90%的磁铁矿石2976.7t。
2000t×97%
拓展延伸
汞 银
Hg Ag
锌 铁 锡 铅 (氢) 铜
Zn Fe Sn Pb (H) Cu
铂 金
Pt Au
钾 钙 钠 镁 铝
K Ca Na Mg Al
适用于金属活动性比较强
电解法
一般用于金属活动性顺序中铝及铝以前的金属冶炼
热还原法
热分解法
适用于金属活动性弱
物理提取
密度大,多次淘洗掉矿粒等杂质,便可得到
冶炼金属的方法
学习有机化合物命名时,制作对比表格便于区分概念。学习元素性质比较时,利用模型辅助理解。注意溶液配制步骤。注意废物处理方法。学习高分子化合物时,参加化学兴趣小组。注意反应物比例。重视实验现象观察。学习环境污染防治时,编写化学小论文。注意数据记录准确。多思考反应原理。学习常见气体制备时,分析历年考题规律。规范使用化学符号。学习高分子化合物时,可以通过制作知识卡片来强化记忆。关注生活中的化学现象。区分物理化学变化。掌握安全图标含义。注意溶液配制步骤。注意废物处理方法。
随堂演练
1.下列生产工艺(或方法)中,没有化学变化发生的是
A.“五粮”酿酒
B.纺纱织布
C.高炉炼铁
D.工业制备二氧化碳
【答案】B
随堂演练
2.有关金属和金属材料的说法中错误的是
A.地壳和海洋中,大多数金属以化合物的形式存在
B.常温下所有的金属都是固体
C.铝制品耐腐蚀是因为表面生成致密氧化膜
D.合金的硬度一般比各成分金属大
【答案】B
掌握物质特性记忆。重视实验现象观察。学习元素周期表规律时,联系生活实际应用效果更好。注意废物处理方法。理解比死记硬背更重要。学习元素性质比较时,可以通过制作知识卡片来强化记忆。理解质量守恒本质。学习催化剂作用时,编写化学小论文。掌握安全图标含义。掌握常见物质颜色。学习反应速率因素时,分组讨论难点问题。学习燃烧反应条件时,利用手机APP辅助学习。注意实验误差分析。注意实验安全操作。掌握安全图标含义。注意实验细节描述。关注生活中的化学现象。及时请教不懂的问题。
随堂演练
A.a处 B.b处 C.c处 D.d处
【答案】B
3.下列说法错误的是
随堂演练
4.利用如图所示实验装置模拟工业炼铁。下列说法正确的是
A.实验时应先点燃酒精灯后通CO
B.充分加热,a处固体由黑色变为红色
C.b处可用澄清石灰水检验生成的CO2
D.可用Ca(OH)2溶液吸收尾气中的CO
【答案】C
规范使用化学符号。计算题要写完整过程。学习化学方程式配平时,建议绘制思维导图梳理知识脉络。掌握常见仪器名称。培养科学探究精神。学习物质分类标准时,使用模拟实验软件。学习金属活动性顺序时,创建化学反应流程图。掌握常见物质颜色。注意实验安全操作。注意物质状态符号。学习同分异构体时,记录学习日记。学习氧化还原判断时,推荐完成专题练习题巩固理解。掌握常见仪器名称。关注生活中的化学现象。注意废物处理方法。注意观察细微现象。注意实验细节描述。注意数据记录准确。区分宏观微观表述。
随堂演练
5.下列有关模拟工业炼铁的叙述不正确的是
A.赤铁矿的主要成分是Fe2O3
B.硬质玻璃管中红色固体变为黑色
C.用燃着的酒精灯可防止CO污染空气
D.实验时应先点燃酒精喷灯后再通CO
【答案】D
课堂小结
课题3
金属的利用与保护
第1课时
金属资源的概况
铁的冶炼
炼铁原理
工业炼铁设备
工业炼铁原料
含杂质物质的计算
单质
化合物
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