《從自然界里獲取鐵和銅》設(shè)計(jì)2

《從自然界里獲取鐵和銅》教學(xué)設(shè)計(jì)●教學(xué)目標(biāo)根據(jù)生產(chǎn)中的應(yīng)用實(shí)例，了解鐵、銅的主要性質(zhì)?！窠虒W(xué)重難點(diǎn)1．了解從自然界中提取鐵、銅的方法和原理。2．了解鐵、銅的主要基本性質(zhì)及應(yīng)用。3．了解常見金屬的冶煉方法。●教學(xué)地位鋼鐵、銅是生產(chǎn)、生活中必不可少的金屬，如何從礦石中獲取是任何國家面對的問題，礦石中煉鐵、煉銅反應(yīng)原理和流程是非常重要的，每年的高考試題也有涉及?！裥抡n導(dǎo)入建議人體中含銅量比含鐵量要少得多，可是缺了它，人體的造血功能就會受到影響。銅也是人類最早使用的金屬之一?？脊刨Y料證實(shí)，一萬年前，在西亞就用銅來制作裝飾品。古埃及人在象形文字中，用帶圈的十字架表示銅，含義是“永恒的生命”，盛贊它經(jīng)久耐用和可以重復(fù)再生的特性。你知道鐵、銅的性質(zhì)嗎？鐵、銅如何獲取，有什么重要應(yīng)用嗎？要解決上述問題，我們學(xué)習(xí)本課時(shí)——從自然界中獲取鐵、銅，鐵銅的性質(zhì)?！窠虒W(xué)流程設(shè)計(jì)【課前預(yù)習(xí)安排】：建議課前用12分鐘預(yù)習(xí)完成【課前自主導(dǎo)學(xué)】和“思考交流”。?步驟1：新課導(dǎo)入，教學(xué)地位分析?步驟2：對“思考交流1”中焦炭作用要特別強(qiáng)調(diào)。對“思考交流2”要指出反應(yīng)原理同時(shí)不能引入新離子。?步驟3：對“探究1”建議讓學(xué)生了解常見的金屬冶煉方法及其原理，并讓學(xué)生知道選擇冶煉方法的依據(jù)，讓學(xué)生完成“例1”和“變式訓(xùn)練1”，教師給予點(diǎn)評和糾錯(cuò)。?步驟6：6分鐘完成“當(dāng)堂雙基達(dá)標(biāo)”，最后教師明確答案，點(diǎn)評較難題目。?步驟5：回顧本堂內(nèi)容，點(diǎn)評，歸納“課堂小結(jié)”?步驟4：對“探究2”建議教師結(jié)合初中Fe、Cu知識，歸納出Fe、Cu的基本性質(zhì)和應(yīng)用，并結(jié)合“例2”熟悉Fe、Cu性質(zhì)和反應(yīng)原理。并指出Fe與一般氧化劑反應(yīng)只生成Fe2＋。最后學(xué)生完成“變式訓(xùn)練2”。課標(biāo)解讀重點(diǎn)難點(diǎn)1.了解從礦石中獲取鐵、銅的方法和原理。2.了解鐵、銅的性質(zhì)及其應(yīng)用。1.高爐煉鐵的原料和反應(yīng)原理。(重點(diǎn))2.鐵銅的化學(xué)性質(zhì)及其應(yīng)用。(重難點(diǎn))從自然界中獲取鐵和銅1.鐵、銅在自然界中的存在存在金屬自然界中的存在形態(tài)常見礦石及主要成分鐵①主要以化合態(tài)形式存在②鐵單質(zhì)只存在于隕鐵中①磁鐵礦Fe3O4②赤鐵礦Fe2O3銅①主要以化合態(tài)形式存在②少量單質(zhì)①黃銅礦CuFeS2②孔雀石CuCO3·Cu(OH)22.鐵的冶煉(1)高爐煉鐵放出大量熱的反應(yīng)為C＋O2eq\o(=,\s\up15(燃燒))CO2原料為鐵礦石、焦炭、空氣、石灰石等CO還原Fe2O3的反應(yīng)為3CO＋Fe2O3eq\o(=,\s\up15(高溫))2Fe＋3CO2石灰石選渣反應(yīng)為：①CaCO3eq\o(=,\s\up15(高溫))CaO＋CO2↑，②CaO＋SiO2eq\o(=,\s\up15(高溫))CaSiO3產(chǎn)品：高爐冶煉得到的鐵是含碳2%～%的生鐵，將生鐵進(jìn)一步煉制，可得到用途更廣泛的含碳%～2%的鋼生成CO的反應(yīng)為CO2＋Ceq\o(=,\s\up15(高溫))2CO(2)鋁熱反應(yīng)煉鐵2Al＋Fe2O3eq\o(=,\s\up15(高溫),\s\do15())2Fe＋Al2O33．銅的冶煉(1)工業(yè)煉銅流程黃銅礦(主要成分CuFeS2)eq\o(→,\s\up15(高溫),\s\do15(灼燒))粗銅(含Ag、Au、Fe、Zn等)eq\o(→,\s\up15(電解),\s\do15(精煉))精銅(純度99．95%～99．98%)(2)生物煉銅(礦堆浸銅法)①原理：CuSeq\o(→,\s\up15(O2),\s\do15(細(xì)菌))CuSO4eq\o(→,\s\up15(Fe))Cu②特點(diǎn)：成本低、污染小、反應(yīng)條件簡單等。(3)濕法煉銅：Fe＋CuSO4=Cu＋FeSO41．高爐煉鐵的原料中焦炭和石灰石的作用是什么？【提示】焦炭的作用是燃燒產(chǎn)生熱量，同時(shí)C與生成的CO2反應(yīng)生成煉鐵的還原劑CO。石灰石作用是作熔劑，高溫下生成的CaO與SiO2形成爐渣。鐵、銅的基本性質(zhì)1.鐵、銅的物理性質(zhì)物理性質(zhì)鐵能被磁鐵吸引的銀白色金屬，良好延展性和導(dǎo)熱性銅紫紅色金屬，導(dǎo)電性和導(dǎo)熱性僅次于銀2.鐵、銅的化學(xué)性質(zhì)(寫出化學(xué)方程式或離子方程式)(1)Feeq\o(→,\s\up15(Cu2＋),\s\do15())Fe＋Cu2＋=Cu＋Fe2＋eq\o(→,\s\up15(H＋),\s\do15())Fe＋2H＋=Fe2＋＋H2↑eq\o(→,\s\up15(O2),\s\do15(點(diǎn)燃))3Fe＋2O2eq\o(=,\s\up15(點(diǎn)燃),\s\do15())Fe3O4eq\o(→,\s\up15(Cl2),\s\do15(點(diǎn)燃))2Fe＋3Cl2點(diǎn)燃,2FeCl3eq\o(→,\s\up15(濃H2SO4),\s\do15(或濃HNO3))鈍化(2)Cueq\o(→,\s\up15(O2),\s\do15(△))2Cu＋O2eq\o(=,\s\up15(△),\s\do15())2CuOeq\o(→,\s\up15(Ag＋),\s\do15())Cu＋2Ag＋=2Ag＋Cu2＋eq\o(→,\s\up15(CO2＋H2O＋O2))2Cu＋CO2＋H2O＋O2=Cu2(OH)2CO32．如何除去FeSO4溶液中的CuSO4?【提示】加入過量的Fe粉，然后過濾。金屬的冶煉方法【問題導(dǎo)思】①鈉、鋁一般用什么方法進(jìn)行冶煉？【提示】鈉、鋁的還原性很強(qiáng)，一般用電解法。②鐵的高爐冶煉原理是什么？【提示】利用還原劑CO高溫還原鐵礦石。1．電解法適用于冶煉金屬活動性很強(qiáng)的金屬(如K、Ca、Na、Mg、Al等)，常采用電解它們的熔融鹽或氧化物的方法。如：2NaCl(熔融)eq\o(=,\s\up15(通電))2Na＋Cl2↑MgCl2(熔融)eq\o(=,\s\up15(通電))Mg＋Cl2↑2Al2O3(熔融)eq\o(=,\s\up15(通電))4Al＋3O2↑2．熱還原法用還原劑(C、CO、H2、Al等)還原金屬活潑性介于Zn～Cu之間的金屬氧化物。如：Fe2O3＋3COeq\o(=,\s\up15(高溫))2Fe＋3CO22CuO＋Ceq\o(=,\s\up15(高溫))2Cu＋CO2↑WO3＋3H2eq\o(=,\s\up15(高溫))W＋3H2OCr2O3＋2Aleq\o(=,\s\up15(高溫))2Cr＋Al2O33．熱分解法用于冶煉不活潑的金屬(如Hg、Ag)。如：2HgOeq\o(=,\s\up15(△))2Hg＋O2↑2Ag2Oeq\o(=,\s\up15(△))4Ag＋O2↑選擇金屬冶煉的方法要依據(jù)金屬在自然界中的存在形態(tài)和金屬的活潑性。金屬活動性順序表中，金屬的位置越靠后，越容易被還原；金屬的位置越靠前，越難被還原。電解法是最強(qiáng)的氧化還原方法。冶煉金屬一般有下列四種方法：①焦炭法；②水煤氣法；③活潑金屬置換法；④電解法。四種方法在工業(yè)上均有應(yīng)用。古代有(Ⅰ)火燒孔雀石煉銅；(Ⅱ)濕法煉銅；現(xiàn)代有(Ⅲ)鋁熱法煉鉻；(Ⅳ)從光鹵石中煉鎂。對它們的冶煉方法的分析不正確的是()A．(Ⅰ)用① B．(Ⅱ)用②C．(Ⅲ)用③ D．(Ⅳ)用④【解析】對于(Ⅰ)、(Ⅱ)、(Ⅲ)、(Ⅳ)發(fā)生的反應(yīng)分別是：(Ⅰ)Cu2(OH)2CO3eq\o(=,\s\up15(△))2CuO＋CO2↑＋H2O，C＋2CuOeq\o(=,\s\up15(高溫))2Cu＋CO2↑，符合①。(Ⅱ)Fe＋CuSO4=FeSO4＋Cu，符合③。(Ⅲ)2Al＋Cr2O3eq\o(=,\s\up15(高溫))Al2O3＋2Cr，符合③。(Ⅳ)先從光鹵石中提取MgCl2，再電解MgCl2，MgCl2eq\o(=,\s\up15(電解))Mg＋Cl2↑，符合④?！敬鸢浮緽1．下列說法錯(cuò)誤的是()A．金屬越活潑，冶煉難度越大B．可采用電解熔融氧化鋁的方法冶煉鋁C．可采用H2還原MgO制取MgD．可采用熱還原法冶煉鐵、銅【解析】Mg的還原性較強(qiáng)不能用H2還原法制取Mg。【答案】C鐵、銅的主要化學(xué)性質(zhì)及應(yīng)用【問題導(dǎo)思】①鐵、銅在濕潮的空氣中長時(shí)間放置，最終生成什么物質(zhì)？什么顏色？【提示】鐵在濕潮空氣中生成紅色的鐵銹(Fe2O3·xH2O)，銅在濕潮空氣中生成綠色的銅綠[Cu2(OH)2CO3]②鐵、鋁常溫下遇到濃H2SO4、濃HNO3有什么變化？【提示】鈍化Fe、Cu的化學(xué)性質(zhì)及其轉(zhuǎn)化下列說法或方程式正確的是()A．Fe、Cu均能在潮濕的空氣中生成氧化物B．Fe與CuSO4溶液反應(yīng)的離子方程式為2Fe＋3Cu2＋=3Cu＋2Fe3＋C．Fe、Cu與Cl2反應(yīng)均生成高價(jià)氯化物D．Fe、Cu均可稀與H2SO4反應(yīng)生成H2【解析】A項(xiàng)，Cu在潮濕的空氣中生成Cu2(OH)2CO3不是氧化物，錯(cuò)誤；B項(xiàng)，F(xiàn)e被Cu2＋氧化生成Fe2＋不是Fe3＋，錯(cuò)誤；C項(xiàng)，F(xiàn)e、Cu與Cl2反應(yīng)均生成＋3價(jià)鐵和＋2價(jià)銅，正確；D項(xiàng)，Cu與稀H2SO4不反應(yīng)，錯(cuò)誤。【答案】CFe與一般氧化劑(如H＋、Cu2＋、Hg2＋)反應(yīng)生成Fe2＋。2．下列物質(zhì)中，在一定條件下能將鐵元素從0價(jià)轉(zhuǎn)變?yōu)椋?價(jià)的是()A．氯氣 B．稀鹽酸C．CuCl2溶液 D．ZnCl2溶液【解析】B、C中的H＋、Cu2＋只能將Fe從0價(jià)轉(zhuǎn)變?yōu)椋?價(jià)；D項(xiàng)中ZnCl2與Fe不反應(yīng)?！敬鸢浮緼【教師備課資源】銅及其化合物的顏色(1)色彩繽紛的銅世界eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(\b\lc\\rc\}(\a\vs4\al\co1(黑色——CuO氧化物,\b\lc\\rc\}(\a\vs4\al\co1(白色——CuSO4,藍(lán)色——CuSO4·5H2O,綠色——Cu2OH2CO3))鹽,藍(lán)色——CuOH2堿)),紫紅色——Cu單質(zhì)))化合物(2)溶液中的Cu2＋常顯藍(lán)色(濃CuCl2顯綠色，稀CuCl2顯藍(lán)色)，可作為Cu2＋的判定依據(jù)，如CuSO4溶液呈藍(lán)色。(3)Cu2＋與堿反應(yīng)生成藍(lán)色沉淀[Cu(OH)2]，也是鑒定Cu2＋的依據(jù)之一。白色的無水CuSO4遇水變成藍(lán)色(生成CuSO4·5H2O)，可作為檢驗(yàn)水的依據(jù)。1．了解Fe的2種冶煉eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(高爐煉鐵：Fe2O3＋3CO,\o(=,\s\up15(高溫))2Fe＋3CO2,鋁熱反應(yīng)煉鐵：Fe2O3＋2Al,\o(=,\s\up15(高溫))2Fe＋Al2O3))2．了解Cu的3