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發(fā)表時(shí)間:2021-03-29學(xué)案鐵銅的獲取。
每個(gè)老師需要在上課前弄好自己的教案課件,大家在細(xì)心籌備教案課件中。我們制定教案課件工作計(jì)劃,才能在以后有序的工作!哪些范文是適合教案課件?下面是小編為大家整理的“學(xué)案鐵銅的獲取”,大家不妨來參考。希望您能喜歡!
學(xué)案-鐵銅的獲取
課題
鐵、銅的獲取
課時(shí)
1-1
課型
新授課
學(xué)習(xí)目標(biāo)
知識(shí)與技能目標(biāo):
1.知道鐵、銅在自然界的廣泛存在及存在的主要形式,知道人類對(duì)鐵、銅的使用歷史,體會(huì)鐵、銅的冶煉對(duì)人類文明的影響。
2.能夠用方程式表示工業(yè)冶煉鐵、銅的原理。
3.歸納金屬的常見冶煉方法,能夠從氧化還原反應(yīng)的角度來理解金屬冶煉原理
4.了解工業(yè)煉鐵的原料、原理、設(shè)備、工藝流程與產(chǎn)物。
過程與方法目標(biāo):
在對(duì)工業(yè)煉鐵的原料、原理、設(shè)備、工藝流程與產(chǎn)物的探討中學(xué)會(huì)通過觀察工藝流程和工業(yè)設(shè)備來理解原理的方法。
情感、態(tài)度、價(jià)值觀目標(biāo):
通過鐵、銅的冶煉對(duì)人類文明的影響,認(rèn)同化學(xué)是人類進(jìn)步關(guān)鍵的觀點(diǎn)
學(xué)習(xí)重點(diǎn)
鐵、銅的冶煉原理
學(xué)習(xí)難點(diǎn)
煉鐵的工業(yè)原理
自學(xué)過程
主要內(nèi)容
學(xué)法與提示
【問題情境】鐵、銅是人類使用最早應(yīng)用最廣泛的兩種金屬,人類的歷史經(jīng)歷了以它們命名的青銅器時(shí)代和鐵器時(shí)代。古代的人們就用隕鐵制作工具,如種植時(shí)所用的鐵鍬、鐮刀、斧頭等,這就是人類最早利用的鐵。人類最早利用的銅,是來自于地球上自然存在的少量單質(zhì)銅。但是,隕石是稀有之物,比黃金和鉆石還稀有。單質(zhì)銅也很稀少,是絕對(duì)滿足不了人類對(duì)鐵和銅的巨大需求的。所以,簡(jiǎn)易的冶煉的方法也就慢慢地應(yīng)運(yùn)而生了。
越王勾踐劍鐵隕石赤鐵礦黃銅礦
問題:1鐵、銅在自然界中主要以什么形態(tài)存在?___________________________
2根據(jù)氧化還原知識(shí)分析,如何由鐵礦石制取鐵?你能列舉出哪些還原劑?___________
【歸納小結(jié)】生成鐵、銅的反應(yīng)
生成鐵的反應(yīng)方程式
生成銅的反應(yīng)方程式
【交流討論】
1.還原法冶煉金屬是工業(yè)普遍使用的方法,說一說H2、CO、C、Al還原法各自的優(yōu)缺點(diǎn)?
2.聯(lián)系金屬活動(dòng)順序表,討論熱分解法、熱還原法和電解法與金屬的活動(dòng)性有什么關(guān)系?
【閱讀理解】閱讀教材高爐煉鐵的內(nèi)容,認(rèn)真觀察煉鐵高爐的示意圖,回答下列問題。
1高爐煉鐵的原料是_____________________________
2制取CO的反應(yīng)是________________________________________
3生成鐵的反應(yīng)是_____________________________________(標(biāo)明電子轉(zhuǎn)移,指出氧化劑、還原劑)
4加入石灰石的作用是_____________________________
【交流討論】
1.請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn)在實(shí)驗(yàn)室中實(shí)現(xiàn)CO還原Fe2O3,并檢驗(yàn)生成的氣體,畫出實(shí)驗(yàn)裝置圖。
2.高爐煉鐵所得到的鐵中可能含有哪些雜質(zhì)?___________________
3.鋼和生鐵在成分和性能上有什么區(qū)別?
【溫故知新】鐵及其化合物的性質(zhì)
實(shí)驗(yàn)
現(xiàn)象
結(jié)論或方程式(離子方程式)
鐵在氯氣中燃燒
鐵在氧氣中燃燒
鐵與稀硫酸反應(yīng)
三氧化二鐵與稀硫酸
【自和小結(jié)】一、金屬的冶煉原理
KCaNaMgAlZnFeSnPbHCuHgAgPtAu
電解法熱還原法熱分解法
二、工業(yè)煉鐵
煉鐵反應(yīng)階段
反應(yīng)方程式
還原劑的生成
_______________________________________
鐵礦石的還原
____________________________________
造渣
________________________________________
三、鐵及其化合物的性質(zhì)
知識(shí)網(wǎng)絡(luò)圖:標(biāo)出圖中5步的反應(yīng)試劑和反應(yīng)條件。
【自我檢測(cè)】
1.冶煉金屬一般有下列四種方法:①焦炭法;②水煤氣法(H2或CO);③活潑金屬置換法;④電解法。四種方法均有應(yīng)用。古代有:Ⅰ火燒孔雀石煉銅;Ⅱ濕法冶金術(shù)煉銅;現(xiàn)代有:Ⅲ鋁熱法煉鉻;Ⅳ從光鹵石(KCl·MgCl2·6H2O)中煉鎂。下列對(duì)它們的冶煉方法的分析中,不正確的是()
A.Ⅰ用①B.Ⅱ用②C.Ⅲ用③D.Ⅳ用④
2.下列反應(yīng)中,通過置換反應(yīng)得到鐵的是()
A.一氧化碳通過熾熱的氧化鐵B鋁和三氧化二鐵混合物加熱至高溫
C.鈉投入到三氯化鐵溶液中D銅浸入氯化亞鐵溶液中
3.在化學(xué)反應(yīng):3Fe+4H2O=Fe3O4+3H2中,水作()
A.還原劑B.氧化劑C.催化劑D.溶劑
4.離子方程式正確的是
A.惰性電極電解NaC1溶液:2H2O+2C1-C12↑+H2↑+2OH-B.氯化鋁溶液中加入過量氨水:Al3++3OH-=Al(OH)3↓
C.鐵和稀硫酸反應(yīng):2Fe+6H+=2Fe3++3H2↑D.碳酸氫鈉與稀鹽酸反應(yīng):CO32—+2H+=CO2↑+H2O
聯(lián)系以前所學(xué)過的常見的還原劑。
從材料的價(jià)格、產(chǎn)品純度等去思考
從金屬離子變成金屬的難易去思考。
1.以氫氣還原氧化銅為原型,進(jìn)行改進(jìn)。
2聯(lián)系煉鐵原料,查閱資料。
3參考教材關(guān)于生鐵、鋼的敘述。
作業(yè):作業(yè)本第47-48頁,必做:1-13、15、16;選做:14題。
問題與質(zhì)疑:
相關(guān)知識(shí)
鐵的性質(zhì)
教案課件是老師不可缺少的課件,大家應(yīng)該要寫教案課件了。在寫好了教案課件計(jì)劃后,這樣接下來工作才會(huì)更上一層樓!你們到底知道多少優(yōu)秀的教案課件呢?以下是小編為大家收集的“鐵的性質(zhì)”希望對(duì)您的工作和生活有所幫助。
引言:前面幾章我們已經(jīng)學(xué)習(xí)了氧、氫、碳等非金屬元素的一些性質(zhì),今天,我們將主要學(xué)習(xí)一種在日常生活中接觸最多,用途廣泛的金屬—鐵。說到鐵,我們很容易聯(lián)想到鋼鐵這個(gè)名詞,可是鋼并不等于鐵,鋼和鐵究竟有什么區(qū)別和聯(lián)系呢?學(xué)完這一章你就明白了,首先讓我們認(rèn)識(shí)一下鐵。
按健,大屏幕顯示[一.鐵的物理性質(zhì)]
同學(xué)們的臺(tái)子上都有一根潔凈的鐵絲,請(qǐng)同學(xué)們仔細(xì)觀察它的顏色、狀態(tài),用手彎一彎。教師略加講解后,電腦逐行顯示鐵的物理性質(zhì):
[1.銀白色,有金屬光澤、質(zhì)軟;]
[2.密度是7.86g/cm3,熔點(diǎn)1535℃,沸點(diǎn)2750℃;]
[3.具有良好的延性和展性;]
[4.是電和熱的導(dǎo)體。]
那么,鐵又具有哪些化學(xué)性質(zhì)呢?
按健,[二.鐵的化學(xué)性質(zhì)]
[1.鐵跟氧氣的反應(yīng)]
引導(dǎo)學(xué)生回顧氧氣的性質(zhì)一節(jié)中,鐵能在氧氣中燃燒的實(shí)驗(yàn),請(qǐng)一同學(xué)描述這一反應(yīng)后,將實(shí)驗(yàn)錄像投影在大屏幕上,以加深同學(xué)們的印象,同時(shí)也便于與后面實(shí)驗(yàn)對(duì)比。
[現(xiàn)象:劇烈燃燒;火星四射;放出大量的熱,生成黑色固體物質(zhì).]
[反應(yīng)方程式:3Fe+2O2Fe3O4]
由此可見,鐵在氧氣中點(diǎn)燃,能發(fā)生劇烈的氧化反應(yīng),那么鐵長期暴露在空氣中又會(huì)發(fā)生什么變化呢?
演示實(shí)驗(yàn)鐵跟氧氣反應(yīng),因?qū)嶒?yàn)約需一周時(shí)間,可將整個(gè)實(shí)驗(yàn)過程拍成錄像,從第一天到第六天的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象逐一排列在屏幕上,便于同學(xué)們觀察對(duì)比,第七天的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象可現(xiàn)場(chǎng)展示給同學(xué)們,引導(dǎo)他們觀察、分析、得出結(jié)論。
按鍵:[1.在常溫下,鐵在干燥的空氣中很難跟氧氣發(fā)生化學(xué)反應(yīng);]
[2.在潮濕的空氣中,能跟氧氣發(fā)生化學(xué)反應(yīng),生成鐵銹。]
引導(dǎo)學(xué)生觀察鐵銹的顏色、狀態(tài),提問鐵銹是不是四氧化三鐵?學(xué)生一般會(huì)根據(jù)鐵銹的顏色回答不是,緊接設(shè)問鐵銹是什么呢?
解釋:鐵生銹,實(shí)際上是鐵與氧氣和水等物質(zhì)相互作用,發(fā)生一系列復(fù)雜的化學(xué)反應(yīng),鐵銹的成份很復(fù)雜,主要是氧化鐵。由此可見:
[鐵與氧氣的反應(yīng),條件不同,生成物也不同。]
[2.鐵跟酸的反應(yīng)]
同學(xué)們?cè)趯W(xué)習(xí)實(shí)驗(yàn)室制取氫氣時(shí),已知道鐵和鋅能與酸反應(yīng)制得氫氣。為了鞏固、加深所學(xué)知識(shí),同時(shí)也為了培養(yǎng)同學(xué)們的實(shí)際動(dòng)手能力,演示實(shí)驗(yàn)鐵跟酸反應(yīng)改為學(xué)生實(shí)驗(yàn),并增加鋅與鹽酸和硫酸的反應(yīng),便于學(xué)生觀察、比較,得出鐵能與酸反應(yīng),但沒有鋅活潑的結(jié)論。
按鍵,
[現(xiàn)象:都有大量氣泡產(chǎn)生,但鋅的反應(yīng)速率更快。]
[結(jié)論:鐵沒有鋅活潑。]
注:學(xué)生實(shí)驗(yàn)時(shí),注意指導(dǎo)學(xué)生正確的操作方法,如鐵釘怎樣放入試管內(nèi)等。并通過實(shí)驗(yàn)告訴同學(xué)們?cè)谑褂描F制品時(shí)避免與酸接觸。
[3.鐵跟硫酸銅的反應(yīng)]
演示實(shí)驗(yàn)鐵跟硫酸銅反應(yīng)也采用學(xué)生親自動(dòng)手操作的方法,便于學(xué)生觀察、提問一學(xué)生,觀察到了什么?說明了什么?并將學(xué)生的回答整理后,顯示在屏幕上。
[現(xiàn)象:1.鐵絲表面上覆蓋了一層紅色的銅;
2.藍(lán)色硫酸銅溶液逐漸變成淺綠色的FeSO4溶液。]
[說明:鐵能與硫酸銅反應(yīng),將銅置換出來。]
[Fe+CuSO4=FeSO4+Cu][置換反應(yīng)]
又問:為什么鐵能從硫酸銅溶液中將銅置換出來,而新生成的鋼不會(huì)從硫酸亞鐵溶液中將鐵置換出來呢?
引導(dǎo)學(xué)生從離子型化合物形成的角度討論,鐵比銅更容易失去電子形成離子,當(dāng)鐵絲插入到硫酸銅溶液中,鐵失去2個(gè)電子給銅離子,銅離子得到電子變成金屬銅,而鐵轉(zhuǎn)變成離子后與硫酸根離子結(jié)合生成硫酸亞鐵。由此可見,鐵比銅更容易失去電子,說明了鐵比銅活潑,也說明了在置換反應(yīng)中,一定是活潑的物質(zhì)將相對(duì)不活潑的物質(zhì)置換出來。
為了生動(dòng)、直觀地解釋這一問題;便于同學(xué)們理解;用電腦將整個(gè)變化過程模擬下來。(模擬圖略〕
[小結(jié):從上述幾個(gè)實(shí)驗(yàn)可知,鐵是一種比較活潑的金屬,在不同的條件下,可以與氧氣反應(yīng)生成不同的產(chǎn)物,其化學(xué)活潑性雖不及鋅,但比銅活潑。]
[三.鐵的重要性及防銹]
從鐵是人類生活和生產(chǎn)中非常重要的材料及鋼鐵的生產(chǎn)和使用是人類文明和社會(huì)進(jìn)步的一個(gè)重要標(biāo)志兩個(gè)方面,闡述鐵的重要性,并配合一些圖片加以說明,尤其是在講到鐵制品容易生銹,全世界每年因生銹而損失的鋼鐵約占世界年產(chǎn)量的四分之一這一驚人數(shù)字時(shí),配合一些機(jī)器、橋梁被銹蝕得零亂不堪的畫面,使同學(xué)們觸目驚心,產(chǎn)生一種強(qiáng)烈的愿望,保護(hù)鐵制品,防止它們生銹??墒侨绾畏乐硅F生銹呢?教師及時(shí)地提出問題,引導(dǎo)學(xué)上進(jìn)行討論,最后得出正確的方法:
[防銹的原理:隔絕空氣和水份。]
[方法:涂油、涂漆、電鍍及生成氧化膜等](配錄像畫面)
課堂練習(xí):
1.如圖所示,在一盛有水的試管中放入一根潔凈的鐵釘,請(qǐng)問在a、b、c三處,哪一處最易生銹?(學(xué)生回答正確后,b點(diǎn)閃動(dòng)幾次)
2.在托盤天平兩邊各放一只燒杯,調(diào)節(jié)至平衡,各注入相同質(zhì)量的稀硫酸,然后在左邊燒杯中放入一塊鐵,右邊燒杯中放入相同質(zhì)量的鋅。鐵和鋅全部溶解,問在溶解過程中至完全溶解后,天平的指針有何變化?為什么?
學(xué)生討論解答后,電腦模擬兩邊燒杯氣泡產(chǎn)生的量,并模似指針慢慢向產(chǎn)生氣泡少的一邊偏移(即盛有鐵的一邊),最后鋅反應(yīng)完,鐵繼續(xù)反應(yīng),生成的氣體的總量比鋅多,指針又慢慢向放有鋅的燒杯一邊偏移(右邊)偏移。
注釋:[]表示每按一次鍵,屏幕所顯示的內(nèi)容。
鐵的冶煉和合金
老師工作中的一部分是寫教案課件,大家在仔細(xì)設(shè)想教案課件了。寫好教案課件工作計(jì)劃,我們的工作會(huì)變得更加順利!你們知道適合教案課件的范文有哪些呢?下面是由小編為大家整理的“鐵的冶煉和合金”,歡迎大家與身邊的朋友分享吧!
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(rèn)識(shí)加入其他元素可以改善金屬特性的重要作用;
3、認(rèn)識(shí)金屬材料在生產(chǎn)生活和社會(huì)發(fā)展中的重要作用。
過程與方法:
1、通過對(duì)工業(yè)上鐵的冶煉原理的探討與研究,培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用知識(shí)于實(shí)際生活的能力;
2、提高學(xué)生分析和解決實(shí)際問題的能力及創(chuàng)新思維能力。
情感態(tài)度與價(jià)值觀:
1、通過對(duì)鋼鐵、青銅等合金知識(shí)的介紹,培養(yǎng)學(xué)生的愛國主義情感;
2、通過對(duì)冶鐵原理的分析,培養(yǎng)學(xué)生安全操作意識(shí)和良好的環(huán)保意識(shí)。
重點(diǎn)難點(diǎn):
鐵的冶煉原理;合金及合金的物理特性;工業(yè)煉鐵的化學(xué)原理。
【教學(xué)設(shè)計(jì)思路】:
一、鐵的冶煉
【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(shí),你知道我國勞動(dòng)人民早在什么時(shí)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(jìn)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。
【教師引導(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(shí)現(xiàn)鐵的冶煉。對(duì)比Fe2O3與Fe組成上的區(qū)別,請(qǐng)大膽假設(shè),如何實(shí)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O元素,要使Fe2O3轉(zhuǎn)變?yōu)镕e,可從下列方面入手:
(1)可在一定條件下,使Fe2O3直接失氧,轉(zhuǎn)變?yōu)殍F;
(2)可加入某類物質(zhì),讓其與Fe2O3中的O元素結(jié)合,主動(dòng)奪取Fe2O3中的“O”元素,使Fe2O3轉(zhuǎn)變?yōu)榻饘貴e。
評(píng)析:
(1)對(duì)于活動(dòng)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P120“拓寬視野”。金屬Fe的活動(dòng)性不是很強(qiáng),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Fe2O3反應(yīng),以奪氧的方式還原Fe2O3。
引導(dǎo):我們以前所學(xué)過和接觸的物質(zhì)中,哪些可以和“O”結(jié)合,形成新的物質(zhì)?
Mg、H2、C、CO、P、Cu等物質(zhì)可實(shí)現(xiàn)以上變化。
MgMgOH2H2OCCO2
PP2O5CuCuOCOCO2
引導(dǎo):從理論上講,這些物質(zhì)都可以實(shí)現(xiàn)所需轉(zhuǎn)變,但從經(jīng)濟(jì)效益、環(huán)境保護(hù)、人體健康及安全角度出發(fā),我們一般選擇C或CO。現(xiàn)以CO為例,探討鐵的冶煉過程。
閱讀P119“觀察與思考”中CO與Fe2O3的反應(yīng)——工業(yè)煉鐵的反應(yīng)原理。并思考下列問題:
(1)實(shí)驗(yàn)中為什么要先通一段時(shí)間CO,再加熱Fe2O3?
(2)澄清石灰水的作用是什么?實(shí)驗(yàn)中會(huì)出現(xiàn)什么現(xiàn)象?
(3)點(diǎn)燃從尖嘴管口排出氣體的目的是什么?
(4)實(shí)驗(yàn)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(yàn)證實(shí)驗(yàn)中產(chǎn)生了鐵?
引導(dǎo):
書寫CO和Fe2O3反應(yīng)的化學(xué)方程式。Fe2O3+3COFe+3CO2
引導(dǎo)學(xué)生閱讀P120文字及展示煉鐵高爐的模型。(展示實(shí)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+O22CO
3CO+Fe2O32Fe+3CO2
CaCO3CaO+CO2↑
CaO+SiO2==CaSiO3(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?cè)谏a(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(huì)進(jìn)步的一個(gè)重要標(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(shí)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用,合金的出現(xiàn)大大拓寬了金屬材料的范圍和使用價(jià)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(dòng)與探究:某種保險(xiǎn)絲是用武德合金制成的,熔點(diǎn)約為69℃。其組成金屬及其熔點(diǎn)分別為鉍(271℃)、鉛(327℃)、錫(232℃)、鎘(321℃)。比較武德合金和其組成金屬的熔點(diǎn)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(jī)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(diǎn)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。
4、含雜質(zhì)的化學(xué)方程式的計(jì)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(shí)與工業(yè)生產(chǎn)相結(jié)合。知道生鐵和鋼等重要的合金,認(rèn)識(shí)加入其它元素可以改善金屬特性的重要性;認(rèn)識(shí)金屬材料在生產(chǎn)、生活和社會(huì)發(fā)展中的重要作用。通過含雜質(zhì)的化學(xué)方程式的計(jì)算,讓學(xué)生明白實(shí)際應(yīng)用與理論計(jì)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(rèn)識(shí)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、鈷等金屬的混合物,含鐵量較高。但是,隕鐵畢竟十分稀少,它對(duì)制造生產(chǎn)工具起不了什么大的作用,但通過對(duì)隕鐵的利用,畢竟使人們初步認(rèn)識(shí)到鐵。
原始的煉鐵方法,大致是在山坡上就地挖個(gè)坑,內(nèi)壁用石塊堆砌,形成一個(gè)簡(jiǎn)陋的“爐膛”,然后將鐵礦石和木炭一層夾一層地放進(jìn)“爐膛”,依賴自然通風(fēng),空氣從“爐膛”下面的孔道進(jìn)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。
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,曾稱為“石器時(shí)代”。接著,人們發(fā)明了煉銅并用銅制造工具,曾稱為“銅器時(shí)代”。緊接著人們又發(fā)明了煉制銅與錫的合金——青銅,青銅被大量用于制造工具,曾稱為“青銅時(shí)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(huì)用孔雀石(堿式碳酸銅)冶煉出銅。冶煉時(shí),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(shí)產(chǎn)生一氧化碳使銅析出。根據(jù)可靠的文獻(xiàn)資料和出土銅器,可以肯定在殷商時(shí)期我國對(duì)青銅器的冶煉和青銅器的鑄造已達(dá)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(xiàng)重大的發(fā)明,就是濕法煉銅。早在公元前一兩百年,就已經(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(shí)發(fā)展到頂峰。直到今天,濕法煉銅仍然被世界各國采用,因?yàn)闈穹掋~適宜開采低品位貧銅礦。
3、鐵與人體健康
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(jī)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(gè)重要組成部分,血紅蛋白之所以能把氧帶到全身的每一個(gè)細(xì)胞中去,其主角就是鐵,人體中的血是紅色的,就是由于鐵的存在。血紅蛋白的每一個(gè)次小單位都含有一個(gè)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(jìn)而使膚色蒼白,因?yàn)檠t蛋白與氧結(jié)合,才使血帶上鮮紅色。人們每天吃進(jìn)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(shí),所吸收的鐵就會(huì)被儲(chǔ)存在機(jī)體組織中,吃進(jìn)的鐵不足時(shí),儲(chǔ)存的鐵就會(huì)因逐漸消耗而減少,嚴(yán)重缺鐵會(huì)引起缺鐵性貧血。人體吸收鐵一般是無機(jī)鐵鹽比有機(jī)鐵鹽容易,二價(jià)鐵(Fe2+)比三價(jià)鐵(Fe3+)吸收率約大3倍。所以在給缺鐵性貧血病人補(bǔ)充鐵時(shí),顯然應(yīng)給予無機(jī)的二價(jià)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(jī)二價(jià)鐵,在胃酸中成離子態(tài)時(shí)被人體直接吸收,以補(bǔ)充人體對(duì)鐵的需要。
4、煉鐵的礦石及識(shí)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(jià)值的鐵礦石有磁鐵礦、赤鐵礦、褐鐵礦和菱鐵礦等。
識(shí)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(Fe3O4)黑色,用粗瓷片在礦石上刻劃時(shí),留下的條痕是黑色的。具有磁性,密度為4.9~5.2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5~5.3克/厘米3。
③褐鐵礦(Fe2O33H2O)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3.3~4克/厘米3。
④菱鐵礦(FeCO3)有黃白、淺褐或深褐等顏色。性脆,無磁性,在鹽酸里有氣泡(CO2)冒出。密度為3.8~3.9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(qiáng)熱——干餾,而得到的一種堅(jiān)硬多孔性固體。高爐煉鐵時(shí)使用焦炭,一是用作熱源,焦炭在燃燒時(shí)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:一類是鉻不銹鋼,含鉻在12%以上;另一類是鉻鎳不銹鋼,通常含鉻18%,含鎳8%左右。含鉻不銹鋼能抗一般腐蝕,鎳鉻不銹鋼有更強(qiáng)的抗蝕性能。廣泛用于化工、制藥、食品加工、手術(shù)器械。
一般來說,純金屬比不純金屬或合金難于被腐蝕,這是因?yàn)樗鼈儾蝗菀仔纬呻娀g。而不銹鋼為什么反而能抗腐蝕呢?
這是因?yàn)樵诓讳P鋼中鎳、鉻含量相當(dāng)高,足以在合金表面形成一層致密的氧化膜,如氧化鉻,起到保護(hù)內(nèi)部金屬的作用。
還有一種理論認(rèn)為是鉻、鎳等元素使鐵發(fā)生鈍化,使鐵原子難以失去電子,因而活潑性大大降低,因而有抗腐蝕性。
6.1鐵的性質(zhì)
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第一節(jié)鐵的性質(zhì)
一.知識(shí)教學(xué)點(diǎn)
1.鐵的物理性質(zhì)。
2.鐵的化學(xué)性質(zhì)(跟氧氣、鹽酸、稀硫酸和硫酸銅的反應(yīng))。
3.鋼鐵的生銹和防銹。
二.重、難、疑點(diǎn)
1.重點(diǎn):鐵的化學(xué)性質(zhì)。
2.難點(diǎn):對(duì)“鐵的化學(xué)性質(zhì)比較活潑”的理解。
3.疑點(diǎn):建立反應(yīng)條件對(duì)化學(xué)反應(yīng)的結(jié)果有很大影響的觀點(diǎn)。
三.教學(xué)步驟
[提問]:結(jié)合日常生活,說一說你所知道的鐵的知識(shí)?
[教師活動(dòng)]:結(jié)合學(xué)生已有的感性材料,引導(dǎo)他們進(jìn)行整理。這時(shí)候再出示鐵的標(biāo)本,讓學(xué)生觀察鐵的“真正面目”。通過教師的講解和分析,得出鐵的物理性質(zhì)。
[板書]:一.鐵的物理性質(zhì)
純鐵是一種銀白色固體,有金屬光澤,質(zhì)軟,能導(dǎo)電,有良好的延展性,密度為7.86g/cm3,熔點(diǎn)為1535℃,沸點(diǎn)為2750℃。
[提問]:前面我們?cè)谀睦飳W(xué)習(xí)過其他物質(zhì)與鐵能發(fā)生化學(xué)反應(yīng)?
[學(xué)生回答]:(1)能與O2反應(yīng);(2)能與稀HCl,稀H2SO4反應(yīng)等。
[教師活動(dòng)]:進(jìn)一步引導(dǎo)學(xué)生回憶鐵絲在氧氣中燃燒時(shí)的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象,以及鐵絲在空氣中不能燃燒。
[設(shè)問]:鐵絲在空氣中不能燃燒,如果把鐵長時(shí)間放置在空氣中,結(jié)果會(huì)怎么樣呢?
[板書]:二.鐵的化學(xué)性質(zhì)
1.鐵跟氧氣的反應(yīng)
(1)鐵在氧氣中燃燒:3Fe+2O2Fe3O4
[師生活動(dòng)]:鐵絲在空氣中不能燃燒而在純氧中卻能燃燒,鐵絲在干燥的空氣中不易生銹而在潮濕的空氣中卻極易生銹等。
[講解]:純鐵在干燥的空氣中比較穩(wěn)定,含雜質(zhì)的鐵在潮濕空氣中會(huì)與空氣中的O2、水分作用而生銹,鐵銹主要成分是:Fe2O3。
[板書]:(2)鐵在潮濕的空氣中容易生銹,主要成分是:Fe2O3。
[提問]:根據(jù)鐵生銹的條件,請(qǐng)同學(xué)們討論一下,如何來防止鐵生銹,以及你知道的用什么方法可以使鐵不容易生銹?
[板書]:a.保持鐵制品表面的潔凈和干燥
涂油漆
(3)防止鐵生銹的方法b.覆蓋保護(hù)層涂油
形成保護(hù)膜:烤藍(lán)、電鍍
c.制成不銹鋼
[實(shí)驗(yàn)]:完成實(shí)驗(yàn)6-1、6-2,并觀察反應(yīng)過程中的現(xiàn)象和反應(yīng)前后溶液顏色的變化。最后學(xué)生在教師的指導(dǎo)下,得出反應(yīng)的化學(xué)方程式。
[板書]:2.鐵與稀HCl、稀H2SO4的反應(yīng)
Fe+2HClFeCl2+H2↑
Fe+H2SO4FeSO4+H2↑
3.鐵與CuSO4溶液的反應(yīng)
(1)現(xiàn)象:a.鐵表面覆蓋有紅色的銅
b.溶液由藍(lán)色逐漸變成淺綠色
(2)化學(xué)方程式:Fe+CuSO4FeSO4+Cu
[教師活動(dòng)]:鐵與CuSO4溶液的反應(yīng),講一下我國濕法冶金的歷史,并根據(jù)以上各點(diǎn)總結(jié)出鐵的化學(xué)性質(zhì)。
[板書]:小結(jié):鐵是一種化學(xué)性質(zhì)比較活潑的金屬,在一定條件下,可跟多種非金屬單質(zhì)及某些化合物發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。
四、布置作業(yè):P120課后題