九年級全冊化學(xué)教案-5.2鐵的冶煉合金滬教版(全國版)

1、九年級全冊化學(xué)教案-5.2 鐵的冶煉合金滬教版（全國版）1 / 11第二節(jié)鐵的冶煉合金教學(xué)目標(biāo)：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(chǎn)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(xué)生運用知識于 實際生活的能力；2、提高學(xué)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(xué)生的愛國主義情感;2、通過對冶鐵原理的分析，培養(yǎng)學(xué)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)

2、煉鐵的化學(xué)原理?！窘虒W(xué)設(shè)計思路：一、鐵的冶煉呈現(xiàn)學(xué)習(xí)情景- 提出問題-討論與探究知識運用九年級全冊化學(xué)教案-5.2 鐵的冶煉合金滬教版（全國版）2 / 11【教學(xué)過程】：1、地殼中鐵的含量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(chǎn)生活中應(yīng)用最廣泛的金屬是什么？引導(dǎo)學(xué)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(chǎn)中的地位如此重要，那么，我們有必要從你所了解的鋼鐵

3、知識入手如何從鐵礦石中提取鐵？CO 還原 F02O3的化學(xué)原理工業(yè)煉鐵的設(shè)備及過程九年級全冊化學(xué)教案-5.2 鐵的冶煉合金滬教版（全國版）3 / 11了解和掌握以鐵礦石為原料冶煉出鐵的反應(yīng)原理及過程?！窘處熞龑?dǎo)】今天我們以主要成分為 Fe2O3的赤鐵礦為例，來學(xué)習(xí)研究如何實現(xiàn)鐵 的冶煉。對比 FQO3與 Fe 組成上的區(qū)別，請大膽假設(shè)，如何實現(xiàn)從 Fe2O3到Fe 的轉(zhuǎn)變。Fe2O3與 Fe 的組成上均含有 Fe 元素，不同之處在于 Fe 少了 0 元素， 要使轉(zhuǎn)變?yōu)?Fe,可從下列方面入手：（1） 可在一定條件下，使 FE203直接失氧，轉(zhuǎn)變?yōu)殍F；（2） 可加入某類物質(zhì)， 讓其與 Fe203

4、中的 0 元素結(jié)合， 主動奪取 Fe203中的“0”元素，使 Fe203轉(zhuǎn)變?yōu)榻饘?Fe。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 Pi20“拓寬視野”。金屬 Fe 的活動性不是很強，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(zhì)與Fe203反應(yīng)，以奪氧的方式還原 FE203。引導(dǎo)：我們以前所學(xué)過和接觸的物質(zhì)中，哪些可以和“ 0”結(jié)合，形 成新的物質(zhì)？九年級全冊化學(xué)教案-5.2 鐵的冶煉合金滬教版（全國版）4 / 11Mg、H2、C、CO、P、Cu 等物質(zhì)可實現(xiàn)以上變化

5、。MgO MgOH2H2OCN CP2PP】 P2P5CuPJCuPCPCP2引導(dǎo)：從理論上講，這些物質(zhì)都可以實現(xiàn)所需轉(zhuǎn)變，但從經(jīng)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 CP?，F(xiàn)以 CP 為例，探討鐵的冶煉過程。閱讀P119“觀察與思考”中CP與Fe2P3的反應(yīng)一一工業(yè)煉鐵的反應(yīng) 原理。并思考下列問題：（1）實驗中為什么要先通一段時間 CP,再加熱 Fe2P3？（2）澄清石灰水的作用是什么？實驗中會出現(xiàn)什么現(xiàn)象？（3）點燃從尖嘴管口排出氣體的目的是什么？（4）實驗結(jié)束前應(yīng)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(chǎn)生了鐵？引導(dǎo)：書寫 CP 和 Fe2P3

6、反應(yīng)的化學(xué)方程式。Fe2P3+ 3CP高溫Fe + 3CP2引導(dǎo)學(xué)九年級全冊化學(xué)教案-5.2 鐵的冶煉合金滬教版（全國版）5 / 11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(guān)于高爐煉鐵的演示過程）歸納：工業(yè)上煉鐵設(shè)備：高爐原料：鐵礦石、焦炭、石灰石主要反應(yīng)：2C +02點燃2CO3C0 + Fe2O3高溫2Fe + 3CO2CaCOs高溫CaO +82CaO +SiO2=CaSiOs（爐渣可用于制水泥）尾氣主要成分：CO 和 CO2（需經(jīng)處理后再排放）二、生鐵和鋼引導(dǎo)：生鐵和鋼均為鐵的合金。它們在生產(chǎn)生活中有著廣泛的用途。鋼鐵的生產(chǎn)和使用是人類文明和社會進步的一個重要

7、標(biāo)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(zhì)為：降碳、除硫磷、調(diào)硅錳三、合金引導(dǎo)：作為“金屬材料”之一的合金在生產(chǎn)生活中起著越來越重要的 作九年級全冊化學(xué)教案-5.2 鐵的冶煉合金滬教版（全國版）6 / 11用，合金的出現(xiàn)大大拓寬了金屬材料的范圍和使用價值。閱讀：P122有關(guān)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(zhì)。人類歷史上使用最早的合金是青銅；世界上最常見、應(yīng)用最廣的合金是鋼。引導(dǎo)學(xué)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。

8、其組成金屬及其熔點分別為鉍（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(xué)或機械性能；合金的硬度一般 比各成分金屬大；多數(shù)合金的熔點低于組成它的成分金屬。內(nèi)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(yīng)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(zhì)。如青銅是由銅、錫等元素形成的合金。世界上最常見、 應(yīng)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。

9、九年級全冊化學(xué)教案-5.2 鐵的冶煉合金滬教版（全國版）7 / 114、含雜質(zhì)的化學(xué)方程式的計算。本節(jié)在本章中的地位與作用：通過鐵的冶煉，使學(xué)生了解工業(yè)煉 鐵的原理、設(shè)備、原料，從而將書本上的化學(xué)知識與工業(yè)生產(chǎn)相結(jié)合。 知道生鐵和鋼等重要的合金，認識加入其它元素可以改善金屬特性的 重要性；認識金屬材料在生產(chǎn)、生活和社會發(fā)展中的重要作用。通過 含雜質(zhì)的化學(xué)方程式的計算，讓學(xué)生明白實際應(yīng)用與理論計算之間的 差異。通過學(xué)習(xí)，使學(xué)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(xiàn)和使用的鐵，是 天空中落下的隕鐵。隕鐵是鐵和鎳、鉆等金屬

10、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(chǎn)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。原始的煉鐵方法，大致是在山坡上就地挖個坑，內(nèi)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(fēng)，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(fēng)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。九年級全冊化學(xué)教案-5.2 鐵的冶煉合金滬教版（全國版）8 / 11鐵的冶煉和應(yīng)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，

11、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一一青銅， 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金屬揭開了歷史的新篇章。大約在 5000 年以前，中國已學(xué)會用孔雀石（堿式碳酸銅）冶煉 出銅。冶煉時，在熔鍋或熔爐內(nèi)放置孔雀石和木炭，讓木炭在里面燃 燒，用吹管往里送風(fēng)，產(chǎn)生高溫，熔化礦石，同時產(chǎn)生一氧化碳使銅 析出。根據(jù)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到相當(dāng)高的水平。在銅的冶金史和化學(xué)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

12、已經(jīng)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、鐵與人體健康九年級全冊化學(xué)教案-5.2 鐵的冶煉合金滬教版（全國版）9 / 11鐵是人們非常熟悉的一種物質(zhì)，且再日常生活中應(yīng)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

13、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(jié)合，才使血帶 上鮮紅色。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(dāng)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

14、貧血 病人補充鐵時，顯然應(yīng)給予無機的二價鐵如硫酸亞鐵以及維生素C等酸性物質(zhì)。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(diào)食物，通過鐵鏟與鐵鍋而獲得大量的無機二價鐵， 在胃酸中 成離九年級全冊化學(xué)教案-5.2 鐵的冶煉合金滬教版（全國版）10 / 11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、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(zhì)。1磁鐵礦（F04）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.

15、95.2 克/厘米3。2赤鐵礦（Fe2O3）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(jié)晶塊狀（鏡鐵礦）產(chǎn)出，也有成土狀產(chǎn)出。密度為 55.3 克/厘米3。3褐鐵礦（Fe2O3 3H2O）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。4菱鐵礦（FeC03）有黃白、淺褐或深褐等顏色。性脆，無磁性，在鹽酸里有氣泡（C02）冒出。密度為 3.83.9 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?fàn)t中隔絕空氣加強熱一一干餾，而九年級全冊化學(xué)教案-5.2 鐵的冶煉合金滬教版（全國版）11 / 11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(yīng)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