九年級化學全冊5.2鐵的冶煉合金教案滬教版

1、第二節(jié)鐵的冶煉合金教學目標：1、了解從鐵礦石中將鐵還原出來的方法；2、知道生鐵和鋼等重要的合金，認識加入其他元素可以改善金屬特性的重要作用；3、認識金屬材料在生產生活和社會發(fā)展中的重要作用。過程與方法：1、通過對工業(yè)上鐵的冶煉原理的探討與研究，培養(yǎng)學生運用知識于實際生活的能力;2、提高學生分析和解決實際問題的能力及創(chuàng)新思維能力。情感態(tài)度與價值觀：1、通過對鋼鐵、青銅等合金知識的介紹，培養(yǎng)學生的愛國主義情感；2、通過對冶鐵原理的分析，培養(yǎng)學生安全操作意識和良好的環(huán)保意識。重點難點：鐵的冶煉原理；合金及合金的物理特性；工業(yè)煉鐵的化學原理?！窘虒W設計思路】：、鐵的冶煉2【教學過程】：1地殼中鐵的含量

2、在金屬中居于第幾位？自然界中鐵元素以何種形式存在？2、你知道的鐵礦石有哪些？我國的鐵礦主要分布在哪些地區(qū)？3、就你所知的歷史知識，你知道我國勞動人民早在什么時期就發(fā)明了煉鐵和使用鐵器了？4、人類冶煉最多、在生產生活中應用最廣泛的金屬是什么？引導學生從地殼中鐵的含量，自然界中鐵元素的存在形式，我國鐵礦的類型及基地分布情況等方面進行討論。既然鐵在日常生活和國民生產中的地位如此重要，那么，我們有必要了解和掌握以鐵礦石為原料冶煉出鐵的反應原理及過程?！窘處熞龑А拷裉煳覀円灾饕煞譃镕e2O的赤鐵礦為例，來學習研究如何實現鐵的冶煉。對比Fe2Q與Fe組成上的區(qū)別，請大膽假設，如何實現從FQQ到Fe的轉變

3、。FaO與Fe的組成上均含有Fe元素，不同之處在于Fe少了O元素，要使FezO轉變?yōu)镕e,從你所了解的鋼鐵知識入手如何從鐵礦石中提取鐵？CO還原F02O3的化學原理工業(yè)煉鐵的設備及過程3可從下列方面入手:(1)可在一定條件下，使FezQ直接失氧，轉變?yōu)殍F；(2)可加入某類物質，讓其與FezQ中的0元素結合，主動奪取FezQ中的“O”元素，使FezO轉變?yōu)榻饘貴e。評析:(1)對于活動性比較活潑的金屬(如Na、K、Mg、Al等)很難從其礦物中提取出來，為了得到它們，可采用電解的方式直接將它們分解，引讀 性不是很強，一般不采用這種方式。(2)冶煉金屬鐵，可選擇加入其他易得氧的物質與 引導：我們以前

4、所學過和接觸的物質中，哪些可以和“POlP2O5Cu蒼CuO CO Ol CO引導：從理論上講，這些物質都可以實現所需轉變，但從經濟效益、環(huán)境保護、人體健康及安 全角度出發(fā)，我們一般選擇C或CO現以CO為例，探討鐵的冶煉過程。閱讀P119“觀察與思考”中CO與Fe2Q的反應一一工業(yè)煉鐵的反應原理。并思考下列問題：(1)實驗中為什么要先通一段時間CO再加熱Fe2C3?(2)澄清石灰水的作用是什么？實驗中會出現什么現象？(3)點燃從尖嘴管口排出氣體的目的是什么?Pi20“拓寬視野”。金屬Fe的活動FezQ反應，以奪氧的方式還原FezO。O結合，形成新的物質？MgMg H2、C、COP、Cu等物質可

5、實現以上變化。C -O CO4(4)實驗結束前應如何操作，才能保證得到較純凈的鐵粉？(5)如何驗證實驗中產生了鐵？引導：書寫CO和FezQ反應的化學方程式。FezQ + 3CO高溫Fe + 3CO2引導學生閱讀Pi20文字及展示煉鐵高爐的模型。(展示實物模型及光盤上關于高爐煉鐵的演示過程)歸納：工業(yè)上煉鐵設備：高爐原料：鐵礦石、焦炭、石灰石主要反應：2C +Q點燃2CO3CO + Fe2Q高溫2Fe + 3CO2CaCO3咼溫CaO +COfCaO +SiO2=CaSiQ(爐渣可用于制水泥)尾氣主要成分：CO和CO(需經處理后再排放)二、生鐵和鋼引導：生鐵和鋼均為鐵的合金。它們在生產生活中有著

6、廣泛的用途。鋼鐵的生產和使用是人類文明和社會進步的一個重要標志。閱讀P120-121歸納：生鐵：含碳量在2% 4.3%之間的鐵的合金鋼：含碳量在0.03% 2%之間的鐵的合金從生鐵煉成鋼的實質為：降碳、除硫磷、調硅錳5三、合金引導： 作為“金屬材料”之一的合金在生產生活中起著越來越重要的作用，合金的出現大大 拓寬了金屬材料的范圍和使用價值。閱讀：P122有關文字。歸納：合金是一種金屬跟其他金屬（或非金屬）熔合形成的具有金屬 特性的物質。人類歷史上使用最早的合金是青銅；世界上最常見、應用最廣的合金是鋼。引導學生閱讀P122活動與探究：某種保險絲是用武德合金制成的，熔點約為69C。其組成金屬及其熔

7、點分別為鉍（271C）、鉛（327C）、錫（232C）、鎘（321C）。比較武德合 金和其組成金屬的熔點差異，歸納出合金的優(yōu)良特性。歸納： 合金具有許多良好的物理、化學或機械性能；合金的硬度一般比各成分金屬大；多數合金的熔點低于組成它的成分金屬。內容：1、在煉鐵高爐里用一氧化碳與鐵礦石中的氧化鐵（或其他鐵的氧化物）在高溫下反應能生成生鐵。2、生鐵和鋼是重要的鐵合金。3、 合金是由一種金屬跟其他金屬（或非金屬）熔合形成的有金屬特性的物質。如青銅是由銅、錫等元素形成的合金。世界上最常見、應用很廣的鋼是由鐵、碳等元素形成的合金。通 常所說的“金屬材料” ，既包括各種純金屬，也包括各種合金。4、含雜質

8、的化學方程式的計算。6本節(jié)在本章中的地位與作用： 通過鐵的冶煉， 使學生了解工業(yè)煉鐵的原理、 設備、 原料，7素可以改善金屬特性的重要性； 認識金屬材料在生產、 生活和社會發(fā)展中的重要作用。 通過 含雜質的化學方程式的計算， 讓學生明白實際應用與理論計算之間的差異。 通過學習， 使學 生了解我國鋼鐵工業(yè)的發(fā)展；認識金屬冶煉的重要性。參考資料：1、古代的煉鐵天然的純鐵在自然界幾乎不存在， 人類最早發(fā)現和使用的鐵， 是天空中落下的隕鐵。 隕 鐵是鐵和鎳、鈷等金屬的混合物，含鐵量較高。但是，隕鐵畢竟十分稀少，它對制造生產工 具起不了什么大的作用，但通過對隕鐵的利用，畢竟使人們初步認識到鐵。原始的煉鐵

9、方法，大致是在山坡上就地挖個坑，內壁用石塊堆砌， 形成一個簡陋的 “爐 膛”，然后將鐵礦石和木炭一層夾一層地放進“爐膛” ，依賴自然通風，空氣從“爐膛”下面 的孔道進入，使木炭燃燒，部分礦石就被還原成鐵。由于通風不足， “爐膛”又小，故爐溫 難以提高，生成的鐵混有許多渣滓，叫毛鐵。鐵的冶煉和應用以埃及和我國為最早。 用高爐來煉鐵， 我國要比歐洲大約早1000多年。2、古代的煉銅人類最早用石器制造工具，曾稱為“石器時代” 。接著，人們發(fā)明了煉銅并用銅制造工 具，曾稱為“銅器時代” 。 緊接著人們又發(fā)明了煉制銅與錫的合金青銅， 青銅被大量用 于制造工具， 曾稱為“青銅時代” 。青銅的使用為人類使用

10、金屬揭開了歷史的新篇章。大約在5000年以前，中國已學會用孔雀石（堿式碳酸銅）冶煉出銅。冶煉時，在熔鍋或熔爐內放置孔雀石和木炭，讓木炭在里面燃燒，用吹管往里送風，產生高溫，熔化礦石， 同時產生一氧化碳使銅析出。 根據可靠的文獻資料和出土銅器， 可以肯定在殷商時期我國對 青銅器的冶煉和青銅器的鑄造已達從而將書本上的化學知識與工業(yè)生產相結合。知道生鐵和鋼等重要的合金， 認識加入其它元8到相當高的水平。在銅的冶金史和化學史上， 我國還有一項重大的發(fā)明， 就是濕法煉銅。 早在公元前一兩 百年，就已經知道用鐵從銅鹽中置換出銅。在距今1200多年前，就用鐵鍋熬膽水（硫酸銅 溶液）煉銅，此法煉銅到宋朝時發(fā)展

11、到頂峰。直到今天，濕法煉銅仍然被世界各國采用，因 為濕法煉銅適宜開采低品位貧銅礦。3、鐵與人體健康鐵是人們非常熟悉的一種物質， 且再日常生活中應用廣泛。如建筑材料、工業(yè)機床、鋼 木家具、鍋、鏟、瓢、勺等等均離不開鐵做原料。然而鐵的用途并不僅僅是這些，更重要的 是鐵元素人體健康必不可少的元素，它是人體血紅蛋白的一個重要組成部分， 血紅蛋白之所 以能把氧帶到全身的每一個細胞中去， 其主角就是鐵，人體中的血是紅色的， 就是由于鐵的 存在。血紅蛋白的每一個次小單位都含有一個鐵原子， 沒有鐵原子， 血紅蛋白就制造不出來， 氧就無法被輸送，這樣血液就變白， 進而使膚色蒼白，因為血紅蛋白與氧結合，才使血帶上

12、 鮮紅色。人們每天吃進的食物中含有一部分鐵，在日常飲食中含鐵的食物主要有：雞、鴨、 鵝、豬、牛、羊肉及肝臟、心臟、豬肚、蛋黃、海帶、黑木耳、蘑菇、菠菜、芹菜、蘿卜、 番茄等。當人膳食含有足夠的鐵時， 所吸收的鐵就會被儲存在機體組織中， 吃進的鐵不足時， 儲 存的鐵就會因逐漸消耗而減少， 嚴重缺鐵會引起缺鐵性貧血。 人體吸收鐵一般是無機鐵鹽比 有機鐵鹽容易，二價鐵（Fe2+）比三價鐵（Fe3+）吸收率約大3倍。所以在給缺鐵性貧血病人 補充鐵時， 顯然應給予無機的二價鐵如硫酸亞鐵以及維生素C等酸性物質。 近幾年來世界衛(wèi) 生組織， 多次提倡推廣使用中國的鐵鍋、 鐵鏟烹調食物， 通過鐵鏟與鐵鍋而獲得大

13、量的無機 二價鐵，在胃酸中成離子態(tài)時被人體直接吸收，以補充人體對鐵的需要。4、煉鐵的礦石及識別鐵在自然界中的分布很廣， 主要以化合態(tài)存在， 含鐵的礦石很多， 具有冶煉價值的鐵礦 石有磁鐵礦、9赤鐵礦、褐鐵礦和菱鐵礦等。識別鐵礦石的方法通常是利用其顏色，光澤、密度、磁性、刻痕等性質。磁鐵礦（Fe3O4）黑色，用粗瓷片在礦石上刻劃時，留下的條痕是黑色的。具有磁性，密度為4.95.2克/厘米3。赤鐵礦（FeO）顏色暗紅，含鐵量越高，顏色就越深，甚至接近黑色，但是瓷片留下的刻痕仍然是紅色，不具磁性。成致密塊狀或結晶塊狀（鏡鐵礦）產出，也有成土狀產出。密度為55.3克/厘米3。褐鐵礦 （FezQ3HO）

14、礦石有黃褐、褐和黑褐等多種顏色，瓷片的劃痕呈黃褐色。無磁性，密度為3.34克/厘米3。菱鐵礦（FeCO）有黃白、淺褐或深褐等顏色。性脆，無磁性，在鹽酸里有氣泡（CO）冒出。密度為33.83.9克/厘米3。5、在高爐中煉鐵為什么使用焦炭焦炭是把一定品種的煤在煉焦爐中隔絕空氣加強熱干餾，而得到的一種堅硬多孔性 固體。 高爐煉鐵時使用焦炭，一是用作熱源， 焦炭在燃燒時放大量熱； 二是生成的二氧化碳 在高溫下與焦炭反應得到還原劑一氧化碳，一氧化碳使鐵礦石還原成鐵。焦炭硬度大、多孔、在高爐不易壓碎，容易使氣體通過，且發(fā)熱量比煤大，所以高爐用 焦炭而不用煤。6、不銹鋼為什么能抗腐蝕不銹鋼是能抵抗酸、 堿、 鹽等腐蝕作用的合金鋼的總稱。 不銹鋼分兩大類： 一類是鉻不 銹鋼，含鉻在12%以上；另一類是鉻鎳不銹鋼，通常含鉻1