第八单元金属和金属材料课题3金属资源的利用和保护第1课时铁的冶炼学案

第1课时铁的冶炼【学习目标】1．知道一些常见金属(铁、铝等)矿物，知道可用铁矿石炼铁。2．用实验方法将氧化铁中的铁还原出来。3．会利用化学方程式对含有某些杂质的反应物或生成物进行有关计算。【学习重点】了解炼铁的原理和实验室用一氧化碳还原氧化铁的装置，能写出相关化学方程式。【学习难点】写出有关金属冶炼的化学方程式。【学习过程】一、自主学习1．默写金属活动性顺序表：KCaNaMgAlZnFeSnPb(H)CuHgAgPtAu2．写出下列化学方程式：碳还原氧化铁：3C+2Fe2O34Fe+3CO2↑，碳还原氧化铜：C+2CuO2Cu+CO2↑，一氧化碳还原氧化铜：CO+CuOCu+CO2，氢气还原氧化铜：H2+CuOCu+H2O。二、新知导学知识点一金属资源概况【引导自学】请学生自主阅读教材P14~P15，了解金属资源。1．金属资源的存在形式：地球上的金属资源广泛地存在于地壳和海洋中，除金、银等少数很不活泼的金属有单质形式存在外，其余都以化合物形式存在。2．金属矿石：工业上从含有金属元素并有开采价值的矿石中提炼金属。常见的金属矿石有：矿石赤铁矿磁铁矿菱铁矿黄铁矿铝土矿黄铜矿辉铜矿主要成分Fe2O3Fe3O4FeCO3FeS2Al2O3CuFeS2Cu2S知识点二铁的冶炼【师生合作】完成实验“一氧化碳还原氧化铁”。1．铁的冶炼原理（一氧化碳还原氧化铁）实验药品氧化铁粉末、澄清石灰水、一氧化碳气体实验装置实验步骤①检查装置气密性；②装入药品并固定；③点燃酒精灯；④向玻璃管中通入CO；⑤点燃酒精喷灯；⑥反应完全后熄灭酒精喷灯；⑦试管冷却后停止通入CO；⑧熄灭酒精灯实验现象①红棕色粉末逐渐变为黑色，②生成的气体能使澄清的石灰水变浑浊；③尾气燃烧并产生蓝色火焰化学方程式酒精喷灯处：3CO+Fe2O32Fe+3CO2；试管中：CO2+Ca(OH)2===CaCO3↓+H2O酒精灯处：2CO+O22CO2实验结论红棕色的氧化铁被一氧化碳还原成单质铁；一氧化碳具有还原性，作还原剂 特别提醒CO还原氧化铁实验中的先与后：（1）在通入气体前一定要检查装置的气密性；（2）实验开始前先通入CO气体，排尽玻璃管中的空气，以免加热时玻璃管内CO与空气混合发生爆炸；（3）在点燃酒精喷灯前要先点燃酒精灯，燃烧掉尾气中的CO，防止污染空气；（4）反应结束后先熄灭酒精喷灯，继续通入CO至玻璃管冷却至室温后停止通气，一是防止新生成的铁粉在高温下再被氧化，二是防止液体倒吸。速记：一氧化碳早出晚归，酒精喷灯迟到早退。【引导自学】请学生自主阅读教材P15~16，了解铁的冶炼。2．工业炼铁（1）工业炼铁的原料：铁矿石、焦炭、石灰石、空气等。（2）工业炼铁的原理：3CO+Fe2O32Fe+3CO2。（3）工业炼铁的设备：高炉。注意事项（1）焦炭有两个作用，一是提供热量（化学方程式为C+O2CO2），二是提供还原剂（化学方程式为C+CO22CO）；石灰石的作用是除去铁矿石中的杂质。（2）工业炼铁中得到的产品是生铁，而不是纯铁。（2）工业炼铁中得到的产品是，而不是纯铁。（2）工业炼铁中得到的产品是生铁，而不是纯铁。知识点三含杂质物质的化学方程式的计算【教材例题】用1000t含氧化铁80%的赤铁矿石，理论上可以炼出含铁96%的生铁的质量是多少？【步骤分解】①求纯物质的质量②设未知数(不带单位)③写出正确的化学方程式④找出已知量与未知量的质量关系⑤列出比例式，解答⑥把纯物质的质量转化为不纯物质的质量⑦答【解答过程】解:由1000t含氧化铁80%的赤铁矿,则氧化铁的质量为1000t×80%=800t;设可炼得铁的质量为x,则:Fe2O3+3CO3CO2+2Fe160112800tx =　x=560t则可得含铁96%的生铁的质量是560t÷96%≈583t。答:该厂理论上可日产含Fe96%的生铁的质量约是583t。【方法点拨】1．化学方程式表示的各物质的质量关系是纯净物间的质量关系。当已知量中含有杂质时，必须将它们换算成纯净物的质量，再代入化学方程式进行计算。2．不纯物质、纯物质和纯度之间的关系：①纯物质的质量=不纯物质的质量×纯度；②不纯物质的质量=；某物质在混合物中的质量分数=×100%。三、我的收获四、当堂检测1．炼铁的主要原料是（C）A．石灰石、焦炭、生铁B．焦炭、氯酸钾、二氧化锰C．石灰石、焦炭、铁矿石D．铁矿石、氧气、二氧化锰2．工业上大量冶炼金属常用到的一种氧化物还原剂是（C）A．二氧化碳B．二氧化硫C．一氧化碳D．一氧化氮3．下列化合物中铁元素的质量分数最大的是（A）A．FeOB．Fe2O3C．FeCO3D．Fe3O44．实验室根据工业炼铁的原理设计了如图所示装置进行实验。请回答：（1）主要成分为氧化铁的矿石名称为赤铁矿；图中还原氧化铁的化学方程式为：3CO+Fe2O32Fe+3CO2；（2）“加热”和“通气”（通入CO）的操作顺序是先通气再加热。5．某炼铁厂每天生产纯度96%的生铁2240t，问该厂每天最少需要含Fe3O480%的磁铁矿石多少吨？解：设该厂每天最少需要含Fe3O480%的磁铁矿石的质量为x。3CO+Fe2O32Fe+3CO216011280%x2240t×96%160112=80%x2240t×96%　x=3840t答：该厂每天最少需要含Fe3O480%的磁铁矿石的质量为3840t。 五、布置作业完成《学练优》本课时对应练习，并预习下一节的内容。