1.湿法炼铜:Fe+CuSO4=FeSO4+Cu
[提问]现在的冶炼方法?
[板书]
[创设情境]多媒体演示漂亮的流星雨。
[讲述]流星雨落下的有的是陨石,有的是陨铁。
[展示]新疆大陨铁
[讲述]古代的人们就用陨铁制作工具,如种植时所用的铁锹、镰刀、斧头等,这就是人类最早利用的铁。人类最早利用的铜,是来自于地球上自然存在的少量单质铜。但是,陨石是稀有之物,比黄金和钻石还稀有。单质铜也很稀少,是绝对满足不了人类对铁和铜的巨大需求的。所以,简易的冶炼的方法也就慢慢地应运而生了。我们先来看下自然界中存在的铁和铜的矿石。
[创设情景] 展示自然界存在的各种铁、铜矿石的实物。
[提问]它们在自然界如何存在?
[板书]一.铁、铜存在形式
主要以化合态形式存在于自然界。
[设疑1] 为什么地球上只存在少量单质铜,而铁单质只存在于陨铁中?
[设问]铁、铜是人类使用最早、应用最广泛的两种金属,它们在日常生活中的应用十分广泛,请同学举例常见的铁制品和铜制品有那些?铁和铜的用途有那些?
[设疑2]1.你们知道如何将铁从化合态转化为游离态吗?
2.选用哪些还原剂?
[学生活动]: 通过教材了解炼铜、炼铁的方法和工艺。通过收集到的资料,小组交流讨论更多其他的炼铜、炼铁的方法。
[学生反馈]从铁、铜的化合物中提取铁、铜的其他可能途径:
制铁:
Al2O3+2Fe 2Al+Fe2O3
3H2+Fe2O3 2Fe+3H2O
制铜:
H2+CuO Cu+H2O CO+CuOCu+CO2 Fe+CuCl2Cu+FeCl2
[板书]二.铁的冶炼
[展示]古代铁的冶炼图
[展示]请下面在座的同学们想一想,古代炼铁方法中所包含的化学原理和化学反应分别是什么呢?
[过渡]即使科技水平发展到现在,目前所用的冶炼方法基本还是此法,只不过设备已先进许多,生产已形成规模化,冶炼的水平已大幅度提高,所冶炼出来的铁的纯度已提高,生产工艺也得到了改进,对空气的污染也已减少。
[创设情景]播放视频:高炉炼铁
[设疑3] 根据炼铁中化学反应的原理,思考并回答下列问题:
(1)CO是怎样形成的?
(2)铁矿石是如何被还原的?
(3)石灰石的作用是什么?
[学生活动]看视频,然后讨论回答上述问题
[学习反馈]学生讨论。
[板书]
(1)原料:铁矿石,焦炭,石灰石,空气
(2)基本反应原理:3CO+ Fe2O32Fe+3CO2
(3)设备:高炉
(4)炼铁的主要反应过程:
①产生还原剂: C+O2 CO2 CO2+C 2CO
②还原铁矿石: Fe2O3+3CO 2Fe+3CO2
③造渣(除脉石): CaCO3 CO2+CaO
CaO+SiO2 CaSiO3
(5)炼铁产品:生铁
[情境]我国纪念1996年钢铁产量超亿吨而发行的邮票。
[讲述]用热还原法冶炼出来的不是纯铁,是生铁。生铁的含碳量在2%-4.3%之间,将生铁进一步炼制,降低其中杂质的含量,得到的物质含碳量在0.03%-2%之间,就是钢,钢的用途更广泛。
[过渡]那么人类又是如何从自然界获取铜?
[提问]1.“青铜时代”人类是怎样炼铜的?
[板书]
从学生熟悉的铜、铁及其化合物在生产、生活中的应用事例着手,引发学生对“它们在自然界如何存在,人类如何获取这些物质”的思考,通过图片、视频等媒体帮助学生掌握铁和铜的冶炼的内容,同时让学生感受化学为生活服务的意识。
重点:工业炼铁的原料、原理、设备、工艺流程与产物
(1)了解自然界中铁、铜的存在形式,掌握高炉炼铁的化学原理,简单了解湿法炼铜的过程。
(2)通过介绍我国悠久的铜、铁冶炼史,对学生进行爱国主义教育,体会铁、铜的冶炼对人类文明的重要影响。
(3)通过介绍铁和铜的使用情况,使学生认识到化学与生活的紧密联系,培养学生的社会责任感。
3.写出工业上利用铝热反应焊接铁轨的化学方程式?
2.什么是铝热剂?
3.与碱反应:2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+ 3H2↑
[追问]铝桶能否盛放稀盐酸、稀硫酸?
[设疑三]铝桶能否盛放浓硝酸、浓硫酸?
[学生实验] 将用砂纸打磨过的铝条分别与浓硫酸、浓硝酸反应。
[提问]实验现象与铝与盐酸反应一样吗?
与铝反应的物质 |
实验现象 |
结论或化学方程式 |
浓硫酸 |
无气泡产生 |
钝化 |
浓硝酸 |
无气泡产生 |
钝化 |
[强调]没气泡不代表没反应,它们也发生了反应。只不过在常温下,铝遇浓硝酸、浓硫酸时,会在表面生成致密的氧化膜而发生钝化,从而阻止内部金属进一步发生反应。但加热时,铝与浓硝酸和浓硫酸都进一步发生反应。
[板书] Al+H2SO4 (钝化)
[提问]浓硝酸、浓硫酸可用什么材料的容器储存运输?
[设疑四]煮好的菜能否放铝锅中过夜?
[强调]不能。铝制品表面虽然有致密的氧化膜保护层,但若遇长时间遇酸、碱及氯化钠溶液都会发生反应而被腐蚀。因为氯化铝、铝都能与酸或碱溶液反应,所以,铝制品不宜用于盛放酸、碱溶液,不宜长时间盛放咸菜等腌制食品,也不能用具有强酸性或强碱性的洗涤剂来洗涤。
[过渡]铝还能和一些金属氧化物反应,例如焊接钢轨时,人们常将铝粉与氧化铁的混合物点燃,由于反应放出大量的热,置换出的铁以熔融态形式流出,让熔融的铁流入铁轨的裂逢,冷却后就将铁轨牢牢地焊接在一起了。
[播放]铝热反应视频。
[提问]1.什么叫铝热反应?
2.与酸反应:2Al+6HCl=2AlCl3+3H2↑
1.与氧气反应
4Al+3O2====2Al2O3
[追问]
(1)以上两种金属铁和铝在空气中的不同腐蚀情况,是否说明Al的金属活动性比不上铁呢?
(2)家中的铝锅能否经常用金属清洁球或煤渣擦亮呢?
[设疑二] 铝的氧化物和氢氧化物都有两性,既能与酸反应,又能与碱反应。那么铝的性质是否与它们相似呢?请大家设计实验来探究下。
[学生实验]完成下列实验,并将实验现象与结论填入表中。
将用砂纸打磨过的铝条分别与6mol/L的盐酸 、6mol/L 的氢氧化钠溶液反应。
与铝反应的物质 |
实验现象 |
结论或化学方程式 |
盐酸 |
|
|
氢氧化钠溶液 |
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|
[师生归纳]上述实验说明了铝既能与酸反应,又能与碱反应。
[板书]
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