化学公开课教案《金属矿物 铁的冶炼》

化学公开课教案《金属矿物铁的冶炼》

【教学目标】

1、了解一些常见金属矿物（铁矿、铝矿等）的主要成分。

2、了解从铁矿石中将铁还原出来的方法；

2、知道工业炼铁的原理、设备及原料。

3、掌握一氧化碳还原氧化铁实验的装置及注意事项

过程与方法：

1、通过对工业上铁的冶炼原理的探讨与研究，培养学生运用知识于实际生活的能力；

2、提高学生分析和解决实际问题的能力及创新思维能力。

3、认识金属材料在生产生活和社会发展中的重要作用。

情感态度与价值观：

1、通过对钢铁等合金知识的介绍，培养学生的爱国主义情感；

2、通过对冶铁原理的分析，培养学生安全操作意识和良好的环保意识。

重点难点：

1.一氧化碳与氧化铁反应实验要点。

2.含杂质物质的化学方程式的计算；

3.铁的冶炼原理；

4工业炼铁的化学原理、设备及原料

【教学过程】

热身：常见金属活动性顺序如何？

引入：上节课我们学习了金属的性质，了解铁、铝、铜等一些金属的物理性质

和化学性质。那么大家知道这些金属是怎么来的吗？在自然界能找到这些金属吗？他们是以什么形式存在的？带着这些凝问请大家一起来阅读教材

123--124页，回答下面问题：

一、常见的金属矿物

1．简单介绍常见的金属矿物

二．金属冶炼方法

学生阅读第125页“拓展视野”

（1）电解法：电解法：适用于活泼金属（如K、Ca、Na、Mg、Al等）很难从其矿石中提取出来，需要用电解法。

如：电解熔融氧化铝制铝：

2Al

2O

3

通电4Al + 3O

2

↑ 2NaCl通电2Na + Cl

2

↑

（2）热还原法

如Fe、Cu等活动性不是很强的金属一般采用还原法，向这类矿石中加入焦炭、氢气或一氧化碳等物质一起加热，使其金属氧化物被还原为金属单质。如：CuO + CO ===Cu + CO

2

利用还原剂在高温下将金属从化合物中还原出来。

3、湿法冶金（金属）

用活泼金属将一些不太活泼的金属从其盐溶液中置换出来。适于处理金属含量较低和组分比较复杂的原料，如有色金属和稀有金属。

Fe+CuSO

4=FeSO

4

+Cu

三、铁的冶炼

目前使用最多的金属是什么？选择铁矿石时，通常考虑矿石的价格、铁的含量、安全无污染等。

思考与讨论：

炼铁选用的铁矿石通常不仅要求含铁量高，而且要“有害元素”少，下列铁矿石你认为不适宜炼铁的是：（）

A.磁铁矿（Fe

3O

4

）72.4% B.赤铁矿（Fe

2

O

3

）70%

C.菱铁矿（FeCO

3）48.3% D.黄铁矿（FeS

2

）46.7%

(一）、实验室模拟炼铁1、反应原理:

Fe

2O

3

+ 3CO === 2Fe + 3CO

2

2．实验装置3、实验步骤

（1）先检查装置气密性,后装Fe

2O 3

（3）实验前先通入CO,后给Fe

2O

3

加热

（5）结束时先停止加热,然后等冷却才停止通CO 高温

播放视频：一氧化碳与氧化铁反应的实验过程

4、实验现象与讨论

现象：红棕色粉末逐渐变成黑色，澄清的石灰水变浑浊，尾气燃烧并产生蓝色火焰。黑色粉末可以被磁铁吸引。

讨论：如何证明产物？

【交流讨论】

1、澄清石灰水的作用是什么？

2、为什么要进行尾气处理？尾气如何处理？

3、实验中为什么要先通一段时间CO ，再加热Fe 2O 3？

4、实验结束后,为什么要先停止加热继续通CO 直至试管内物质冷却？

5、如何验证实验中产生了铁？

设问：如果将CO 改为H 2还要进行尾气处理吗？(不用，因为H 2无毒)

(二）工业炼铁

1．原料：铁矿石、焦炭、石灰石、空气

铁矿石(提供铁元素)、焦炭(a 、提供热源、维持炉温;b 、制还原剂)、石灰石(制造炉渣)和空气(提供氧气)

2．设备：高炉

3．原理

在高温条件下，利用焦炭与氧气反应生成的还原剂一氧化碳从铁矿石中将铁

还原出来。 4.主要反应：2C +O 2======2CO 2 C+CO 2===2CO

3CO + Fe 2O 3=== 2Fe + 3CO 2

尾气主要成分：CO 和CO 2 （需经处理后再排放）

想一想：高炉中制得的铁是纯铁吗？

课堂小结：炼铁原理

高温 点燃 高温

物质跟氧结合的反应称为氧化。物质失去氧的过程称为还原。同理：物质跟氧结合的反应叫氧化反应，这种物质叫还原剂。物质失去氧的反应叫还原反应，这种物质叫氧化剂。

1.还原剂：反应中失电子，升价，被氧化，发生氧化反应

2.氧化剂：反应中得电子，降价，被还原，发生还原反应

四、有关杂质问题的计算

不纯物质的质量= 纯物质的质量÷物质的质量分数

1．练习：用1000t含氧化铁80%的赤铁矿石，理论上可以炼出含铁96%的生铁多少吨？

2．练习：要炼出含2%杂质的生铁1600吨，需要含氧化铁质量分数为80%的赤铁矿石多少吨？

作业布置：

1.课后练习

2.练习册

【教学反思】: