第八單元課題3第1課時(shí)鐵的冶煉

第八單元金屬和金屬材料第1課時(shí)鐵的冶煉第1課時(shí)鐵的冶煉1．知識(shí)與技能(1)知道一些常見(jiàn)金屬如鐵、鋁、銅等的礦物，了解從鐵礦石中將鐵還原出來(lái)的方法。(2)會(huì)根據(jù)化學(xué)方程式對(duì)含有某些雜質(zhì)的反應(yīng)物或生成物進(jìn)行有關(guān)計(jì)算。2．過(guò)程與方法(1)通過(guò)觀察、實(shí)驗(yàn)、閱讀資料、聯(lián)系實(shí)際等方法獲取信息。(2)運(yùn)用比較、分析、聯(lián)想、分類等方法對(duì)所獲取的信息進(jìn)行加工。(3)能主動(dòng)與他人進(jìn)行交流與討論，逐步形成良好的學(xué)習(xí)習(xí)慣和學(xué)習(xí)方法。3．情感態(tài)度與價(jià)值觀(1)增強(qiáng)對(duì)生活和自然界中化學(xué)現(xiàn)象的好奇心和探究欲。(2)樹(shù)立為社會(huì)的進(jìn)步而學(xué)習(xí)化學(xué)的志向。第1課時(shí)鐵的冶煉金屬資源在自然界的存在（P14-15）請(qǐng)閱讀教材P14-15，并觀察圖片與短片，思考如下問(wèn)題：★1、金屬資源存在于地殼和海洋中，除少數(shù)極不活潑的金屬如金、銀以

形式存在外，其余都以

形式存在?！?、為滿足人類的活動(dòng)需要，必須從礦石中提煉金屬。其中，提取量最大的是

，用來(lái)煉鐵用的常見(jiàn)鐵礦石有

（主要成分是

）、

（主要成分是

）、（主要成分是

）。金屬資源在自然界的存在（P14-15）1、金屬資源的存在

的基本形式

地殼、海洋單質(zhì)（游離態(tài)）化合物（化合態(tài)）只有少數(shù)化學(xué)性質(zhì)較不活潑的金屬，如金、銀、銅等以單質(zhì)形式存在絕大多數(shù)金屬由于化學(xué)性質(zhì)較活潑，如鐵、鋅、鈉和鈣等而以化合物形式存在金銀金屬資源在自然界的存在（P14-15）2、金屬資源的分布與常見(jiàn)的金屬礦石元素名稱質(zhì)量分?jǐn)?shù)/%元素名稱質(zhì)量分?jǐn)?shù)/%鋁7.73鎂2.00鐵4.75鋅0.008鈣3.45銅0.007鈉2.74銀0.00001鉀2.47金0.0000005（1）金屬元素在地殼中的含量金屬資源在自然界的存在（P14-15）（2）常見(jiàn)的金屬礦石赤鐵礦（主要成分Fe2O3）磁鐵礦（主要成分Fe3O4）菱鐵礦（主要成分FeCO3）鋁土礦（主要成分Al2O3)黃銅礦（主要成分CuFeS2）輝銅礦（主要成分CuS2）金屬資源在自然界的存在（P14-15）3、我國(guó)的金屬礦產(chǎn)資源金屬資源在自然界的存在（P14-15）支柱性礦產(chǎn)在世界上地位偏低，部分用量不大的礦產(chǎn)則具有較強(qiáng)競(jìng)爭(zhēng)力。我國(guó)鈾、鐵、錳、鉻、銅、鋁土礦、金、銀、鉀鹽等礦產(chǎn)的保有儲(chǔ)量占世界總量的比例較低，而鎢、錫、鉬、銻、稀土、重晶石等礦產(chǎn)的保有儲(chǔ)量居世界前列。支柱性礦產(chǎn)資源貧礦和難選礦多。我國(guó)稀土礦、鎢礦、錫礦、鉬礦、鈮礦、菱鎂礦、重晶石等礦產(chǎn)，不僅已探明儲(chǔ)量可觀，人均占有量居世界前列，且資源質(zhì)量高，開(kāi)發(fā)利用條件好，在國(guó)際市場(chǎng)具有明顯的優(yōu)勢(shì)。但是關(guān)系到國(guó)計(jì)民生的一些用量大的支柱性重要礦產(chǎn),如鐵、錳、鋁、銅、鉛、鋅等，或貧礦多或難選礦多，開(kāi)發(fā)利用條件較差。☆我國(guó)金屬礦產(chǎn)資源特點(diǎn)金屬資源在自然界的存在（P14-15）現(xiàn)有①赤鐵礦（主要成分Fe2O3）、②磁鐵礦（主要成分Fe3O4）、③黃鐵礦（主要成分FeS2），請(qǐng)你從經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)境保護(hù)的角度分析三種礦石中哪種最不適合用來(lái)煉鐵

（填序號(hào)），理由是

。解析：選擇鐵礦石時(shí)，要選含鐵量高且污染小的礦石。黃鐵礦中含有硫元素，會(huì)產(chǎn)生大氣污染物SO2，對(duì)環(huán)境造成污染，且鐵元素的含量最低（為46.7%），F(xiàn)e2O3中鐵元素質(zhì)量分?jǐn)?shù)為70%，F(xiàn)e3O4中鐵元素質(zhì)量分?jǐn)?shù)為72.4%。③黃鐵礦中鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)最低，且會(huì)生成SO2等有害氣體，污染環(huán)境鐵的冶煉（P15-16）請(qǐng)閱讀課本P15-16，并完成相關(guān)探究，思考下列問(wèn)題：★3．由于鐵的化學(xué)性質(zhì)

，所以鐵在地殼中以

形式存在。常見(jiàn)的含鐵的礦物有：磁鐵礦（主要成分為

）、赤鐵礦（主要成分為

）?！?．工業(yè)煉鐵的主要設(shè)備是

，原料主要有

、

、

及

等。原理是在

條件下，利用

與

反應(yīng)生成的一氧化碳把鐵從

中還原出來(lái)。鐵的冶煉（P15-16）一、鐵的冶煉（一）、我國(guó)的煉鐵史★早在春秋戰(zhàn)國(guó)時(shí)期，我國(guó)就開(kāi)始生產(chǎn)和使用鐵器，公元1世紀(jì)起，鐵便成了一種最主要的金屬材料。★1996年我國(guó)鋼產(chǎn)量突破1億噸，居世界第一位★2011年我國(guó)鋼產(chǎn)量達(dá)6.8億噸，預(yù)估2012年將突破7億噸。已超過(guò)世界其它前十個(gè)國(guó)家的總和。鐵的冶煉（P15-16）（二）、煉鐵1、原理：在高溫下，利用碳與二氧化碳反應(yīng)生成的一氧化碳把鐵從鐵礦石中還原出來(lái)。2、原料：鐵礦石、焦炭、石灰石、空氣3、設(shè)備：高爐一氧化碳還原氧化鐵4、常見(jiàn)的煉鐵反應(yīng)Fe2O3＋3CO2Fe＋3CO23Fe＋4CO2

Fe3O4＋4CO下圖中，圖甲是一氧化碳與氧化鐵反應(yīng)裝置的示意圖，圖乙是高爐煉鐵示意圖。請(qǐng)回答下列問(wèn)題。（1）寫(xiě)出圖甲硬質(zhì)玻璃管內(nèi)反應(yīng)的化學(xué)方程式：

。（2）圖甲中尾氣處理的目的是

。（3）圖乙中高爐煉鐵時(shí)焦炭的作用是：①

；②

。（4）為什么圖乙中生鐵出口低于爐渣出口？鐵的冶煉（P15-16）鐵的冶煉（P15-16）解析：一氧化碳還原氧化鐵的過(guò)程中一氧化碳要過(guò)量，由于一氧化碳有毒，必須將多余的一氧化碳除去；由于焦炭具有可燃性，燃燒放出熱量；焦炭燃燒生成的二氧化碳與熾熱的焦炭反應(yīng)可生成一氧化碳，作為煉鐵的反應(yīng)物；由于爐渣的密度小，而生鐵的密度大，所以生鐵出口低于爐渣出口。答案：（1）3CO+Fe2O32Fe+3CO2（2）一氧化碳有毒，防止一氧化碳污染空氣（3）①產(chǎn)生熱量（或“提高爐溫”）②產(chǎn)生一氧化碳（4）因?yàn)樯F密度大于爐渣密度（P17）含雜物質(zhì)的化學(xué)方程式計(jì)算請(qǐng)閱讀教材P17，并思考如下問(wèn)題：★5、化學(xué)方程式所表達(dá)的是純凈的物質(zhì)間的質(zhì)量關(guān)系，因此當(dāng)反應(yīng)物或生成物含有雜質(zhì)時(shí)，應(yīng)首先換算成

的質(zhì)量，再進(jìn)行計(jì)算。★2、（）含雜質(zhì)物質(zhì)質(zhì)量×100%=1-（）含雜質(zhì)物質(zhì)質(zhì)量×（）純凈物的質(zhì)量÷（）物質(zhì)純度=純凈物的質(zhì)量含雜質(zhì)物質(zhì)質(zhì)量×100%=1-雜質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)（P17）含雜物質(zhì)的化學(xué)方程式計(jì)算在實(shí)際生產(chǎn)時(shí)，所用的原料或產(chǎn)物一般都含有雜質(zhì)，在計(jì)算用料和產(chǎn)量時(shí)，應(yīng)考慮雜質(zhì)問(wèn)題。純凈物與含雜質(zhì)物質(zhì)的換算關(guān)系為：含雜質(zhì)物質(zhì)質(zhì)量×純物質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)純凈物的質(zhì)量÷純物質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)物質(zhì)純度=方法：一般先在計(jì)算前將含雜物質(zhì)質(zhì)量換算成純凈物的質(zhì)量后，再代入化學(xué)方程式計(jì)算。（三）、含雜質(zhì)物質(zhì)的化學(xué)方程式計(jì)算（P17）含雜物質(zhì)的化學(xué)方程式計(jì)算某鋼鐵廠每天消耗4000t含F(xiàn)e2O380%的赤鐵礦石，該鋼鐵廠理論上可日產(chǎn)含F(xiàn)e98%的生鐵質(zhì)量是多少？（計(jì)算結(jié)果保留到0.1）解析：當(dāng)參與反應(yīng)的物質(zhì)含有雜質(zhì)時(shí)，先要把含雜質(zhì)物質(zhì)的質(zhì)量換算成純物質(zhì)的質(zhì)量，再利用純物質(zhì)的質(zhì)量計(jì)算。純凈物與含雜質(zhì)物質(zhì)的換算關(guān)系為：含雜質(zhì)物質(zhì)質(zhì)量×純物質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)純凈物的質(zhì)量÷純物質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)物質(zhì)純度=純凈物的質(zhì)量含雜質(zhì)物質(zhì)質(zhì)量×100%=1-雜質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)112×3200t（P17）含雜物質(zhì)的化學(xué)方程式計(jì)算解：4000t赤鐵礦石中含F(xiàn)e2O3的質(zhì)量為：4000t×80%=3200t設(shè)3200tFe2O3在理論上可煉出含鐵質(zhì)量為x的生鐵。

Fe2O3＋3CO2Fe＋3CO2

1601123200tx160112=3200txx=160=2240t折合含鐵98%的生鐵的質(zhì)量為：2240t÷98%=2285.7t答：該廠理論上可日生產(chǎn)含鐵98%的生鐵2285.7t。第1課時(shí)鐵的冶煉（一）、我國(guó)的煉鐵史★早在春秋戰(zhàn)國(guó)時(shí)期，我國(guó)就開(kāi)始生產(chǎn)和使用鐵器，公元1世紀(jì)起，鐵便成了一種最主要的金屬材料?！?996年我國(guó)鋼產(chǎn)量突破1億噸，居世界第一位（二）、煉鐵1、原理：在高溫下，利用碳與二氧化碳反應(yīng)生成的一氧化碳把鐵從鐵礦石中還原出來(lái)。2、原料：鐵礦石、焦炭、石灰石、空氣3、設(shè)備：高爐4、常見(jiàn)的煉鐵反應(yīng)Fe2O3＋3CO2Fe＋3CO23Fe＋4CO2

Fe3O4＋4CO第1課時(shí)鐵的冶煉純凈物的質(zhì)量含雜質(zhì)物質(zhì)質(zhì)量×100%=1-雜質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)純凈物與含雜質(zhì)物質(zhì)的換算關(guān)系為：含雜質(zhì)物質(zhì)質(zhì)量×純物質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)純凈物的質(zhì)量÷純物質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)物質(zhì)純度=方法：一般先在計(jì)算前將含雜物質(zhì)質(zhì)量換算成純凈物的質(zhì)量后，再代入化學(xué)方程式計(jì)算。（三）、含雜質(zhì)物質(zhì)的化學(xué)方程式計(jì)算（P8）1.下列金屬主要以單質(zhì)形式存在于自然界中的是（）A.Fe、CuB.Au、AgC.Hg、CuD.Al、Cu2.礦石的名稱與其主要成分的化學(xué)式不一致的是（）A.黃鐵礦（FeS2）B.赤鐵礦（FeO）C.輝銅礦（Cu2S）D.鋁土礦（Al2O3）3.人類每年向地殼和海洋中索取大量的金屬礦物資源，以提取數(shù)億噸計(jì)的金屬。其中，提取量最大的是（）A.銅B.鋁C.鐵D.銀BBC（P8-9）4.（呼和浩特）工業(yè)上將赤鐵礦煉成鐵是一個(gè)復(fù)雜的過(guò)程，煉鐵高爐中發(fā)生的主要反應(yīng)有（）①C+O2CO2②Fe2O3+3H22Fe+3H2O③Fe2O3+3CO2Fe+3CO2④2Fe2O3+3C4Fe+3CO2↑⑤CO2+C2COA.②③⑤B.①③⑤C.①④⑤D.②③5.煉鐵高爐中發(fā)生了下列反應(yīng)：①高溫下一氧化碳將鐵礦石還原為鐵②高溫煅燒石灰石③灼熱的焦炭和二氧化碳反應(yīng)④焦炭充分燃燒其中屬于化合反應(yīng)的是（）A.①和④B.②和③C.③和④D.只有④BC（P9）6.認(rèn)真閱讀課本實(shí)驗(yàn)“一氧化碳還原氧化鐵”，回答下列問(wèn)題：（1）實(shí)驗(yàn)步驟：實(shí)驗(yàn)開(kāi)始時(shí)，先

，后

；反應(yīng)完畢后，先

，繼續(xù)

。（2）實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：試管中的紅色物質(zhì)變成

色，澄清的石灰水

。（3）工業(yè)冶鐵原料主要反應(yīng)原理