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1、2022年高中化學(xué)《鐵 銅及其化合物的應(yīng)用》教案12 蘇教版必修1
一、教學(xué)目標(biāo)
知識與技能目標(biāo):
1、了解自然界鐵、銅的存在形式和冶煉方法,體會鐵、銅的冶煉對人類文明的影響。
2.了解金屬的一般冶煉方法。
過程與方法要求:
采用對比分析銅、鐵的存在、發(fā)現(xiàn)和獲取,了解它們冶煉方法的同與異,從而提高比較解決和分析問題的能力。
情感態(tài)度與價值觀要求:
1.通過介紹及探究鐵銅的獲取,讓學(xué)生學(xué)會利用身邊的化學(xué)資源,合理地開發(fā)和利用資源。
2.了解化學(xué)在資源的利用和保護(hù)中的意義和作用,認(rèn)識到化學(xué)與人類生活的密切關(guān)系,培養(yǎng)運(yùn)用化學(xué)知識解釋或解決與化學(xué)相關(guān)的社會問題的能力,形成正確的情感及
2、價值觀,增強(qiáng)社會責(zé)任感。
3.在“實(shí)驗(yàn)—反思—再實(shí)驗(yàn)—再反思”的過程中體驗(yàn)實(shí)驗(yàn)探究的方法和技能。
4.通過問題討論的過程,使學(xué)生能主動與他人進(jìn)行交流,清楚表達(dá)自己的觀點(diǎn),培養(yǎng)學(xué)生善于合作的精神。
二、重點(diǎn)難點(diǎn)
重點(diǎn):鐵、銅的冶煉原理
難點(diǎn):高爐煉鐵過程涉及的主要反應(yīng)及原理。
三、課前準(zhǔn)備
教師準(zhǔn)備:1.準(zhǔn)備實(shí)驗(yàn)儀器、藥品及制作課件
2.了解學(xué)生已知的知識結(jié)構(gòu),分析學(xué)生的認(rèn)知能力
學(xué)生準(zhǔn)備:1.搜集與鐵、銅有關(guān)的物品或資料,了解它們的用途
2.回顧初中與本節(jié)相關(guān)知識:濕法煉銅的原理(閱讀),還原法冶煉鐵、銅的原理(包括用C、CO、H2還原氧化銅, CO還原氧化鐵等)
3、
四、課時安排(1課時)
五、教學(xué)過程
[導(dǎo)入新課]日常生活中除鋁外應(yīng)用最廣泛的金屬是什么?
[生思考并答] 銅和鐵
[教師引導(dǎo)] 鐵和銅 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代和鐵器時代。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,雖然不斷有各種新型的金屬材料問世,但鐵和銅仍然是重要的基礎(chǔ)金屬材料,在日常生活中的應(yīng)用十分廣泛,在國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展中起著舉足輕重的作用。
[創(chuàng)設(shè)情景]
(1)教師引導(dǎo):搜集身邊與鐵、銅有關(guān)的物品或資料,了解它們的用途。
(2)教師介紹自然界中鐵、銅的發(fā)現(xiàn)和應(yīng)用的故事。
(3)教師展示:拋光鐵片、銅片、鐵和銅應(yīng)用圖片。
[提出問題]
4、 為什么地球上只存在少量單質(zhì)銅,而鐵的單質(zhì)只存在于隕石中?
[學(xué)生活動] (1)搜集物品或資料,積極思考做答。
(2)思考、討論故事中的有關(guān)問題。
[教師講解] 鐵、銅在地球上主要以化合態(tài)的礦物形式存在,鐵比銅活潑。同學(xué)們知道鐵和銅有哪些礦石嗎?
[學(xué)生活動]討論、交流、歸納出:
鐵礦石: 磁鐵礦(Fe3O4) 赤鐵礦(Fe2O3)菱鐵礦(FeCO3)黃鐵礦(FeS2)
銅礦石:黃銅礦(CuFeS2)、孔雀石(CuCO3·Cu(OH)2)
[教師活動] 展示各種礦石圖片,引出本節(jié)課題:
[板書] 第一節(jié) 從自然界中獲取鐵和銅
[創(chuàng)設(shè)情景](1)教師
5、介紹我國濕法煉銅的古代化學(xué)史。
(2)提供學(xué)生藥品(鐵片、鎂條、鋅粒、鋁條、氯化銅溶液),模擬濕法煉銅。
[提出問題]
(1)你能從氧化還原反應(yīng)的角度理解古代濕法煉銅的原理嗎?
(2)你怎樣進(jìn)行實(shí)驗(yàn),實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象如何?
(3)你能設(shè)計(jì)出從化合態(tài)鐵、銅轉(zhuǎn)化為游離態(tài)的其它方法嗎?
[學(xué)生活動](1)從氧化還原反應(yīng)的角度來解釋煉銅的原理。
(2)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn),并進(jìn)行實(shí)驗(yàn),觀察、記錄現(xiàn)象。
(3)小組討論其它煉銅、煉鐵的方法。
(4)通過教材了解更多煉銅、煉鐵的方法和工藝。
[歸納總結(jié)]
(1)濕法煉銅的原理:Fe + Cu2+ == Fe2+ + Cu ;2Al+ 3Cu2+ ==
6、=2Al3+ + 3Cu
Mg + Cu2+ === Mg2+ + Cu ; Zn + Cu2+ === Zn2+ + Cu
從氧化還原反應(yīng)的角度來分析:鐵、Mg、Al、Zn是還原劑,將銅置換出來。
(2)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象:銀白色的鐵(Mg、Zn、Al)絲(條)上附著了一層紅色的銅。
(3)從鐵、銅的化合物中提取鐵、銅的可能途徑:
高溫
高溫
2Al+Fe2O3====Al2O3+2Fe ;3CO+Fe2O3====3CO2+2Fe
△
△
H2+ CuO==== Cu+ H2O ; CO+ CuO=== Cu+ CO2
[提出問題]1、工業(yè)煉鐵的
7、主要原理是什么?2、設(shè)備、原料有哪些?3、主要反應(yīng)有哪些?產(chǎn)物?
[學(xué)生活動]閱讀課文、思考、并積極回答:
鐵礦石(化合態(tài))→鐵單質(zhì)(游離態(tài))
(1)基本反應(yīng)原理:3CO+ Fe2O3 ==== 2Fe+3CO2
利用氧化還原反應(yīng),在高溫下,用還原劑(主要是CO)從鐵礦石中還原出鐵。
(2)原料:鐵礦石,焦炭,石灰石,空氣
(3)設(shè)備:高爐
高溫
(4)煉鐵的主要反應(yīng)過程:
高溫
①產(chǎn)生還原劑: C+O2=== CO2 CO2+C===2CO (空氣,焦炭)
高溫
②還原鐵礦石: Fe2O3+3CO === 2Fe+3CO2 (鐵礦石)
8、③造渣(除脈石): CaCO3 === CO2+CaO
高溫
CaO+SiO2 === CaSiO3 (熔劑:石灰石)
(5)產(chǎn)物:生鐵、廢氣(N2、CO2、CO)、爐渣(CaSiO3)
[教師活動] 講解高爐構(gòu)造。
[提出問題](1)煉鐵得到的生鐵是純的鐵嗎?(2)鐵和鋼的區(qū)別如何?
[學(xué)生活動]閱讀課文、思考、并積極回答: (1)生鐵和鋼都是鐵的合金
(2)生鐵和鋼的比較
鐵合金
生鐵
鋼
含碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)
2%~4.3%
0.03%~2%
雜質(zhì)
硅錳(較多) 硫磷(較多)
硅錳(適量) 硫磷(較少
9、)
機(jī)械加工
可鑄不可鍛
可鑄,可鍛,可壓延
機(jī)械性能
硬而脆
硬而韌,有彈性
[教師引導(dǎo)]工業(yè)上煉銅方法比較復(fù)雜,主要過程可表示為:
還原劑
高溫
黃銅礦 → 冰銅→ 粗銅 →精銅.
這樣得到的銅純度最高為99.7%,通過電解精煉可達(dá)到更純的銅(99.95%--99.98%)
此外,還有生物煉銅法,請同學(xué)們閱讀課本P71的相關(guān)內(nèi)容,用筆畫出重點(diǎn)字詞。
通過前面的學(xué)習(xí),請同學(xué)們歸納總結(jié)一下金屬的一般冶煉方法.
[學(xué)生活動]分組討論、交流、歸納得出: 金屬的冶煉方法
1.熱還原法:冶煉錳、鋅、鐵、鎳、鉛等都是這種方法。通電
舉例:高爐煉鐵
2.電解法:冶煉鈉、鎂、鋁等是這種方法舉例:2Al2O3==4Al+3O2↑
3.濕法冶金(金屬):用活潑金屬將一些不太活潑的金屬從其鹽溶液中置換出來。
適于處理金屬含量較低和組分比較復(fù)雜的原料,如有色和稀有金屬
舉例:Fe+CuSO4===FeSO4+Cu