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2019-2020年九年級化學鐵的冶煉 合金教案 滬教版 教學目標： 知識與技能： 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性； 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．學習從日常生活事物中發(fā)現(xiàn)和提出問題； 2．指導學生通過各種媒體和資料收集、整理和加工信息。 情感態(tài)度價值觀： 了解我國鋼鐵工業(yè)的發(fā)展；認識金屬冶煉的重要性。 內容要點： 1、 在煉鐵高爐里用一氧化碳把鐵礦石中的氧化鐵（或其他鐵的氧化物）在高溫下反應能生成生鐵。（寫出化學方程式） 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。 教學重點與難點 教學重點：生鐵的冶煉；鐵的兩種合金；含雜質物質的化學方程式的計算。 教學難點：1．含雜質物質的化學方程式的計算； 2．“一氧化碳與氧化鐵反應”的演示實驗。 探究學習： 1．一氧化碳與氧化鐵反應的注意事項 2．生鐵和鋼的比較 知識整理： 一．生鐵的冶煉 1．煉鐵的原料：鐵礦石、焦炭、石灰石和空氣 鐵礦石：主要有赤鐵礦Fe2O3、磁鐵礦Fe3O4、菱鐵礦FeCO3、黃鐵礦FeS2 焦炭：主要作用是提供熱量和產生還原劑CO； 石灰石：主要作用是造渣，除去鐵礦石中SiO2等雜質。 2．煉鐵的設備：高爐 3．煉鐵的原理：在高溫條件下，利用還原劑一氧化碳從鐵的氧化物中將鐵還原出來。 4．煉鐵的過程及反應（以赤鐵礦為例）： （1）焦炭燃燒產生熱量并生成還原劑 C+O2CO2；CO2+C2CO （2）氧化鐵被CO還原成鐵 Fe2O3+3CO2Fe+3CO2 （3）SiO2與CaCO3分解產生的CaO反應生成硅酸鈣 CaCO3CaO+CO2↑；CaO+SiO2==CaSiO3 ；爐渣主要成分 5．煉鐵產物：生鐵 有關問題：常見的鐵礦石主要有：吃鐵礦（主要成分是Fe2O3）、磁鐵礦（主要成份Fe3O4）、菱鐵礦（主要成分為FeCO3）、黃鐵礦（主要成分是FeS2）。請你從多角度分析這幾種礦石哪些不適合用來煉鐵。 分析：根據(jù)化學式的計算，黃鐵礦及菱鐵礦中鐵的質量分數(shù)都較小，并且黃鐵礦中含有硫元素，在煉鐵的過程中，很有可能形成二氧化硫氣體，排放到空氣中引起空氣污染。 6．金屬冶煉的方法： （1）還原法：把金屬礦物與焦炭、氫氣、一氧化碳等還原性物質一起加熱反應。 如：利用赤銅礦（Cu2O）提取銅Cu2O+C2Cu+CO；古代濕法煉銅：Fe+CuSO4==FeSO4+Cu （2）電解法：活潑金屬很難從其礦石中還原出來，需要用電解法。 如：電解熔融氧化鋁制鋁：2Al2O34Al+3O2↑，電解熔融氯化鈉制鈉：2NaCl2Na+Cl2↑ （3）分解法：有些金屬的氧化物受熱容易分解，可以用簡單加熱的方法得到。 如：氧化汞制水銀:2HgO2Hg+O2↑ 二．一氧化碳還原氧化鐵實驗 1．反應方程式：Fe2O3+3CO2Fe+3CO2 2．實驗現(xiàn)象：紅棕色的粉末變?yōu)楹谏勰吻迨宜儨啙帷? 3．實驗步驟： 反應前，先通一段時間一氧化碳，然后再加熱。目的是為了盡可能的排盡試管中的空氣，防止造成爆炸。 反應后，先撤走酒精燈，等固體冷卻后再停止通一氧化碳。目的是為了使固體冷卻，防止石灰水倒吸。 4．尾氣處理：由于一氧化碳有毒，在關于該氣體的實驗都需要注意尾氣的處理，點燃或收集。 5．氧化劑、還原劑；氧化性、還原性；氧化反應、還原反應 氧化劑具有氧化性，在反應過程中失去氧，本身被還原，發(fā)生還原反應； Fe2O3+3CO2Fe+3CO2 失氧 得氧 還原劑具有還原性，在反應過程中得到氧，本身被氧化，發(fā)生氧化反應。 如： 在該反應中，F(xiàn)e2O3是氧化劑，CO是還原劑。 三．鐵的兩種重要的合金——生鐵和鋼 1．合金：由一種金屬和其他金屬（或者非金屬）熔合形成的具有金屬特性的物質。 2．生鐵和鋼組成和性能上的差異： 生鐵 鋼 含碳量 2%~4.3% 0.03%~2% 其他元素 硫、磷、硅、錳（少量） 硅、錳（少量）、硫、磷（幾乎沒有） 冶煉原料 鐵礦石、焦炭、石灰石、空氣 生鐵、氧氣 冶煉原理 在高溫下，用一氧化碳從鐵的氧化物中將鐵還原出來 在高溫下，用氧氣或鐵的氧化物把生鐵中所含有過量的碳和其他雜質轉變?yōu)闅怏w或爐渣而除去 化學方程式 Fe2O3+3CO2Fe+3CO2 C+O2CO2 機械性能 硬而脆，無韌性 堅硬、韌性好，塑性好 機械加工 可鑄造 可鍛、軋和鑄造 應用 制造鐵鍋、暖氣片、機床底墊 制造機械、交通工具和武器 差異本質原因 含碳量不同 3．合金的性能： （1）一般來說，合金的硬度比組成它的金屬大； （2）大多數(shù)合金的熔點比組成金屬的熔點低； （3）導電、導熱性能比組成它的金屬差 （4）合金的性能主要決定于合金的成分 4．金屬材料：包括各種純金屬，也包括各種合金。 有關問題：黃銅是由銅與鋅組成的合金，外觀上類似于黃金。請你設計有關問題：黃銅是由銅與鋅組成的合金，外觀上類似于黃金。請你設計些具體的實驗來鑒別黃金與黃銅。 實驗步驟 實驗現(xiàn)象 實驗結論 將該固體在酒精燈進行加熱 若看到黃色固體變黑； 看到?jīng)]有明顯變化 是黃銅 是黃金 將該固體加入到稀鹽酸中 在金屬表面出現(xiàn)氣泡 金屬沒有明顯變化 是黃銅 是黃金 稱取一定質量的該固體m 投入水中，測得固體的體積V 根據(jù)ρ= 查找資料，金的密度為ρ0 ρ=ρ0 ρ<ρ0 是黃金 是黃銅