第1课时 铁的冶炼
教学目标
1．知道一些常见金属如铁、铝、铜等矿石。
2．了解冶炼铁的原理、方法及操作。
3．知道工业炼铁的基本原理。
4．会根据化学方程式对含杂质的反应物或生成物进行有关计算。
教学重难点
1．铁的冶炼原理。
2．实验室冶炼铁的原理，操作方法及注意事项。
021导弹艇3．根据化学方程式进行含杂质的有关计算。
自主预习
阅读P14～P17关于“金属矿石和铁的冶炼”部分，用彩笔把重要知识点做上记号。小组内部交流讨论，提出预习疑问。
课堂教学
【课堂导入】
在日常生活中，我们经常使用各种金属材料，如铁门、铁锅、铜丝、铝合金门窗等。而在自然界绝大多数金属元素并非以单质形式存在，那我们是如何得到这些金属的呢？今天我们就以如何利用铁矿石炼铁为例来探寻金属冶炼的基本原理和方法。
知识点1：常见的金属矿石
【展示】教师利用多媒体向同学们展示自然界中存在的单质金、银以及各种铁矿石、铝矿石、铜矿石等图片。 【提问】结合金属活动性顺序回答：为什么自然界的绝大多数金属元素是以化合物形式存
在？而银、金等金属元素却以单质形式存在？
【交流与讨论】各小组交流讨论，教师巡视指导，请同学解答，教师点评订正。
【小结】大多数金属的化学性质比较活泼，易与其他元素结合成化合物，而银、金等少数金属的化学性质不活泼，不易与其他元素结合，所以以单质形式存在。
【提问】在以上图片中，赤铁矿、磁铁矿、铝土矿的主要成分是什么？在赤铁矿、磁铁矿、黄铁矿(主要成分：FeS2)中，你认为哪一种铁矿最不适宜于炼铁？为什么？
【交流与讨论】各小组交流讨论，教师巡视指导，请同学解答，教师点评订正。
【小结】
1．自然界除少数不活泼金属如金、银等有单质形式存在外，其余都是以化合物形式存在。
2．常见的铁矿石有赤铁矿(主要成分Fe2O3)，磁铁矿(主要成分Fe3O4)等。
3．目前人类从自然界提取量最大的金属是铁。
多媒体光盘制作【板书】自然界金属矿物的存在。
知识点2：铁的冶炼
【展示】教师向同学们展示我国古代炼铁的流程图。
【介绍】教师向同学们介绍我国炼铁的历史。
【设问】我们现在又是如何炼铁的呢？
【展示】教师向同学展示课本P16图8－20一氧化碳还原氧化铁的实验装置。
【实验】教师可用多媒体向同学们展示一氧化碳还原氧化铁的实验操作过程。
【提问】实验前为什么要通CO？实验后为什么还要继续通CO直至装置冷却？实验过程中看到什么现象？实验尾气为什么要用酒精灯烧掉？还可用什么方法处理？试写出相应的化学方程式。
【交流与讨论】各小组交流讨论，教师巡视指导，请几位同学代表解答，教师点评订正。
【小结】1.实验步骤：
(1)通CO；(2)加热；(3)停止加热；(4)停止通CO。
2．实验现象：
(1)红粉末变成黑；(2)澄清的石灰水变浑浊；(3)尾气燃烧，产生蓝火焰。
3．化学方程式：
3CO＋Fe2O32Fe＋3CO2
CO2细胞球＋Ca(OH)2===CaCO3↓＋H2O
2CO＋O22CO2
【板书】
铁的冶炼原理：3CO＋Fe2O32Fe＋3CO2
【展示】教师利用多媒体向同学们展示图8－21炼铁高炉及炉内化学反应过程示意图和图8－22宝钢炼铁高炉。有条件的也可向同学们展示其具体的冶炼流程。
【提问】工业炼铁的原料有哪些？炼铁设备名称叫什么？其炼铁原理是什么？焦炭和石灰石起什么作用？炼出的是纯铁吗？其中涉及哪些化学反应？
【交流与讨论】各小组同学结合教材和图示进行交流讨论，教师巡视指导，请几位同学代表解答，教师点评订正。
【小结】
工业炼铁的原料：铁矿石、焦炭、石灰石。石灰石的作用是将二氧化硅变为炉渣；焦炭的作用是作为燃料、产生高温、与二氧化碳发生氧化反应生成一氧化碳；焦炭在高炉中发生的两个化学反应的方程式：C＋O2CO2、C＋CO22CO；高炉炼铁的原理的化学反应方程式：Fe2O3＋3CO2Fe＋3CO2。
【板书】高炉炼铁
知识点3：含有杂质的化学方程式的有关计算
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【展示】教师利用多媒体向同学们展示课本P17的例题。
【提问】化学方程式的计算代入的都是纯净物的质量，而实际生产所用的原料和产品一般都是含杂质的混合物，那么我们在计算时应如何进行处理呢？由此联想到上题中应如何进行计算？ 【交流与讨论】各小组交流讨论，教师巡视指导，请两位同学演排，其他同学补充，教师点评订正。
【小结】一般含杂质的计算思路：
1．把含杂质的物质质量换算成纯物质质量。
2．利用化学方程式求出所需物质量中纯物质质量。
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3．把纯物质质量换算成所需不纯物质质量。
【方法点拨】
1．1 000 t赤铁矿石是一个干扰因素，它不是纯氧化铁的质量，所以应把混合物变为纯净物；纯物质质量＝混合物质量×纯度。
2．化学方程式必须配平，计算关系量别忘了计量数与相对分子质量的乘积。
3．列式计算切莫漏掉单位。
4．如何将纯净物的量转化成混合物的量？混合物＝纯净物÷纯度。
5．写出简答，切莫省略或写“……”。
【板书】根据反应物(不纯)质量求生成物(不纯)的质量。
【展示】教师向同学们展示下列例题。
例：冶炼2 000 t含杂质3%的生铁，需含Fe3gotfragO4 90%的磁铁矿石质量是多少？ |
(1) | 把不纯物质 换成纯净物 | 解：(1)2 000 t×(1－3%)＝1 940 t (2)设需要Fe3O4的质量为x (3)Fe3O4＋4CO3Fe＋4CO2 232 168 x 1 940 t (4)＝ 解得：x＝2 679 t (5)则含Fe3O490%矿石质量为2 679÷90%＝2 977 t (6)答：所需这种矿石质量为2 977 t |
(2) | 设未知量 |
(3) | 写反应方程式 |
(4) | 列比例式 并计算 |
(5) | 再把纯净物质 质量换算成不 纯物质质量 |
(6) | 答 |
(7) 不用根据化学方程式计算，你有其他什么方法吗？(讨论后，用计算出来的结果进行比较，看结果是否相同。) 解：设矿石质量为x 2 000 t×(1－3%)＝x××90% 1 940 t＝×90%x＝2 977 t |
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【提问】上一题我们是根据反应物(不纯)的质量求生产物(不纯)的质量，这一题是根据生成物(不纯)的质量算出反应物(不纯)的质量，那又应该怎样计算呢？你还有其他解法吗？
【交流与讨论】各小组交流讨论，教师巡视指导，请一位同学演排，其他同学补充，教师点评订正。
【小结】m1×A%＝m2×B%×C%
注：m1＝不纯金属质量
m2＝不纯金属化合物质量
A%＝金属的质量分数
B%＝金属化合物的质量分数
C%＝金属化合物中金属元素的质量分数
【板书】根据化学方程式进行有关含杂质的计算。
布置作业
教学过程至此，请同学们完成课后作业。
教学反思
本课时主要向同学们讲解了金属冶炼的基本原理，并以工业炼铁为载体介绍炼铁的原料、原理、设备及产品，使同学们对金属的冶炼有一个整体的了解。同时，也是对还原反应进行巩固和应用。但由于时间关系，不能对还原反应及氧化剂和还原剂、氧化反应、还原反应作过深的展开，还存在一定的缺憾，应在今后的教学中加强训练，使学生真正理解氧化还原反应。本课时还有一个重要内容就是以铁的冶炼为载体向同学们讲解了有关含杂质(杂质不参加反应)的化学反应的解题方法和思路，在训练中同学们对于含杂质的物质与纯净物之间的转化存在一定困难，易把含杂质的物质质量写成纯净物质量乘以(1＋杂质的质量分数)。另外也易把杂质含量看成纯净物质量分数，有关这些不足，应在今后的训练中加以强化训练和纠正。
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