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2016-03-17
要矿产品进口量呈逐年上升趋势。随着我国经济高速发展,对矿产资源需求增长很快,主要矿产资源短缺的态势日益明显。如果地质勘探无重大突破,2l世纪初,我国矿产资源将出现全面紧缺的局面。
[过渡]现在,人类每年都要向地壳和海洋索取大量的金属矿物资源,以提取数以吨计的金属。其中,提取量最大的是铁。把金属矿物变成金属的过程,叫做金属的冶炼。炼铁的过程称之为铁的冶炼。下面,我们就来学习有关铁的冶炼的知识。
[板书]二、铁的冶炼
[介绍]早在春秋战国时期,我国就开始生产和使用铁器,从公元1世纪起,铁便成了一种最主要的金属材料。
[引导学生观看图8—19(我国古代炼铁图)]
[讲解]钢的主要成分就是铁。钢和铁有着非常广泛和重要的应用,它们在某种程度上代表了一个国家工业发展的水平。新中国成立后,我国的钢铁工业得到了飞速的发展。1949年,我国的钢产量只有15.8万吨,居世界第26位;1996年,我国的钢产量首次突破1亿吨,居世界前茅。
[引导学生观看图8—20(上海宝山钢铁公司炼铁高炉)和图8—21(为纪念1996年中国钢产量突破1亿吨而发行的邮票)]
[介绍]我国辽宁鞍山、湖北大冶、四川攀枝花等地都有大型铁矿。
[过渡]铁矿石是怎样炼成铁的呢?现以赤铁矿的主要成分Fe2O3为例,来学习研究如何实现铁的冶炼。
[启发]比较Fe2O3与Fe的组成差异,设想用什么方法或试剂去完成铁的冶炼。
[学生讨论]Fe2O3与Fe在组成上只相差一种元素,即氧元素。要使Fe2O3变为铁关键是使Fe2O2失去“O”。可能的方案有:
1.加热使Fe2O3发生分解反应。
2.找寻一种物质使其主动夺去Fe2O3中的“O”。
[引导学生对以上方案评价]方案1要使Fe2O3分解,需较高的温度;又因为铁在高温下易与空气中的氧气反应,要使Fe2O3分解成功,还须在非空气氛围中进行,这样成本太高。方案2比较切实可行。但选用什么样的物质才能使Fe2O3失去“O”呢?
[教师引导]我们可以从以前接触过的一些物质中,寻找适合这种条件的物质。请大家回忆、思考并讨论。
[学生讨论]
[结论]Mg、H2、C、CO等都符合条件。
[教师总结]事实上,这些物质都可把Fe2O3中的“O”夺走。但考虑到经济效益等原因,我们一般选用C或CO。
[师]请大家写出以CO和Fe2O3为反应物冶铁的化学方程式。
[板书]冶炼原理:
[学生板书]Fe2O3+3CO 3CO2+2Fe
[教师引导]请大家利用自己的智慧,设计一个模拟铁的冶炼过程的化学实验,并最好能验证其生成产物。
[学生讨论]教师可引导学生从金属冶炼的一般条件、生成物的证明、尾气的处理等角度进行考虑。如根据经验学生可判断出金属冶炼的一般条件是高温;根据以前所学知识学生可想象到用澄清石灰水验证CO2;用磁铁验证铁的生成;CO有毒,尾气应处理等。
[演示实验8—3 一氧化碳还原氧化铁的实验]
注意:(1)实验前应先通CO把装置内空气排干净,然后再加热;反应完成后,须待试管内物质冷却后再停止通CO。
(2)反应完毕后,把得到的黑色粉末倒在白纸上观察,并试验它能不能被磁铁吸起,以判断反应中是否生成了铁。
[总结]上述实验是实验室模拟铁的冶炼过程,工业上铁的冶炼原理虽与上述实验相同,但其规模、条件、装置与此差异很大。
[介绍]把铁矿石冶炼成铁是一个复杂的过程。工业上炼铁时,把铁矿石和焦炭、石灰石一起加入高炉,在高温下,利用焦炭与氧气反应生成的一氧化碳把铁从铁矿石里还原出来。
[可投影展示如下图的炼铁高炉结构。另,若有条件,最好能播放工业生产中冶炼铁的录像,或参观钢铁厂]
[过渡]在冶铁的实际生产过程中,所用的原料或产物一般都含有杂质,故在计算用料和产量时就不可能不考虑杂质问题。
[板书]三、有关杂质问题的计算
[投影例题]用1000 t含氧化铁80%的赤铁矿石,理论上可以炼出含铁96%的生铁多少吨?
[分析]本题是有关化学方程式的汁算,但化学方程式表示的是纯净物质之间的数量比,而不表示不纯物质之间的数量关系。故计算时须先进行换算。如果题目给出或要求算出不纯物质的质量,必须先换算成纯净物质的质量,或先计算出纯净物质质量再换算成不纯物质的质量。
[师]请大家根据以上分析,解答此题。
[学生活动]
[投影给出正确解法]如下:
解:1000 t赤铁矿石中含氧化铁的质量为
1000 t×80%=800 t。
设:800 t氧化铁理论上可以炼出铁的质量为x。
Fe2O3+3CO 2Fe+3CO2
160 2×56
800 t x
x=
=560 t。
折合为含铁96%的生铁的质量为
560 t÷96%=583 t。
答:1000 t含氧化铁80%的亦铁矿石,理论上可炼出含铁96%的生铁583 t。
或:
解:没理论上可炼出含铁96%的生铁的质量为x。
Fe2O3+3CO 2Fe+3CO2
160 2×56
1000 t×80% x•96%
= ,x=583 t。
答:1OOO t含氧化铁80%的亦铁矿石,理论上可炼出含铁96%的生铁583 t。
[课堂练习]习题4
[对练习中出现的错误进行分析和纠正]
[总结并板书]根据化学方程式进行计算时,要把含杂质物质的质量换算成纯物质的质量。
[小结]本节课我们主要学习了金属资源概况、铁的冶炼及有关杂质问题的计算等知识。
[布置作业]习题3、5
板书设计
课题3 金属资源的利用和保护
一、金属资源概况
二、铁的冶炼
冶炼原理:
Fe2O3+3CO 3CO2+2Fe
三、有关杂质问题的计算
根据化学方程式进行计算时,要把含杂质物质的质量换算成纯物质的质量。
以上即是精品学习网为大家整理的初三下册化学第8单元说课稿:课题3金属资源的利用和保护,大家还满意吗?希望对大家有所帮助!
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