高中化学 从自然界获取铁和铜教案 新人教版必修.doc

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1、从自然界获取铁和铜教学目标1、知识与技能：（1）知道自然界铁、铜的存在形式及常见的冶炼方法。（2）掌握高炉炼铁的原理，知道其工艺流程和原料、设备、与产物。（3）初步知道工业炼铜的方法，复习古代湿法炼铜的方法，知道生物炼铜的方法。2、过程与方法：（1）在对工业炼铁的原料、原理、设备、工艺流程与产物的探讨中提高用所学化学知识解决实际问题的能力。3、情感态度与价值观：（1）体会铁、铜的冶炼对人类文明的影响。（2）通过高铝炼铁、生物炼铜的学习，建立环保节能意识。教学过程【创设情景，导入新课】[多媒体展示]漂亮的流星雨[教师]多媒体上展示的是一些流星雨的图片，相信很多同学都跟老师一样对这美丽的

2、流星雨总有一种安奈不住的喜爱。那么同学们知道，流星体坠落到地面的残留部分是什么吗？[学生]陨石（陨铁）[教师]没错，流星体坠落到地面的残留部分就是陨石，陨铁是陨石的一种，含铁80%以上。这陨铁在古代的贡献可不小，人类最早利用的单质铁就是这个从天而降的陨铁中得来，所以古人称铁为“天石”。为何人们要从陨铁中获取单质铁呢？难道地球上不存在单质铁吗？而古人利用的铜却又为何可以来自地球上存在的单质铜呢？这还得从这两种金属元素的性质说起。【合作交流，探究新知】[教师]请同学们回忆金属活动性顺序——铁排在锌之后，是一种比较活泼的金属，所以自然界中几乎不存在单质铁，古人就只能利用这天外来物——陨铁来

3、获得单质铁。但是铜在金属活动性顺序表中列于铁之后，比铁稳定，属于不太活泼的金属，古人利用的铜来自于地球上存在的少量单质铜。[教师]但毕竟在自然界中铁和铜以游离态的形式存在的很少，他们在自然界中的主要存在形式是什么呢？[学生]化合态[教师]没错，铁、铜在自然界中主要以化合态形式存在，因此，我们来看看常见的铁矿和铜矿有哪些。（课本71页图3-11）[多媒体展示]自然界存在的铁矿、铜矿[教师]除了天然存在的单质铁、铜外，常见的铁矿有磁铁矿，主要成分是Fe3O4，赤铁矿，主要成分是Fe2O3；常见的铜矿有黄铜矿，主要成分是CuFeS2（硫化亚铁铜），孔雀石主要成分是CuCO3·Cu(OH)2

4、[Cu2(OH)2CO3]（碱式碳酸铜，铜绿主要成分也是碱式碳酸铜，它是铜在空气中生成铜锈的主要的成分）[提问]同学们再来回忆一下，我们日常生活中见到过那些金属制品是含铁和铜的？[学生]剪刀、铁丝、钉子、刀子、油轮、铜线、烫炉子[教师]我们的生活中有那么多东西都是含有铁和铜，古人对铁、铜的利用相对较少所以他们从自然界直接获取铁、铜单质以及足够满足需求了，但是自然界中单质铁、铜的含量毕竟少，随着铁铜在我们生活中应用日益增多，已经满足不了人类需求了，怎么办呢？铁和铜在自然界中主要存在形式是化合态的矿石，那么我们怎么从铁、铜的矿石中采用人工获取的方法得到铁、铜单质呢？解决这个问题首先要解决

5、如何将铁、铜从“化合态”转化为“游离态”。课前我已经让同学查阅相关资料来解决这一问题了，现在请同学们将你们找到的方法的化学反应方程式写在课本72页，写完之后四人小组之间相互讨论、交流。[学生]小组讨论，交流。[教师]要将铁、铜从“化合态”转化为“游离态”，显然是要发生氧化还原反应，铁、铜在这个过程中要被还原，那么大家在书写化学方程式的时候，都采用了哪些还原剂呢？[学生]活泼金属、H2、C、CO[师生互动]请指定同学到黑板上写出方程式，从书写规范上加以分析。①Fe2O3＋2Al2Fe＋Al2O3②Fe2O3＋3H22Fe＋3H2O③2Fe2O3＋3C4Fe＋3CO2④Fe2O3＋3CO

6、2Fe＋3CO2[教师]我们有那么多方法可以从化合态的铁铜来获得单质金属，而实际工业上则需要从多方面因素考虑来选择还原剂，下面我们就以高炉炼铁为例学习工业上是如何炼铁的。[展示]高炉炼铁，顾名思义，其主要设备是高炉。这高炉长啥样呢？请大家看大屏幕，这就是高炉炼铁所用的高炉。（课本72页）[提问]从生产成本、安全、环保、节能等多方面考虑，请同学们选择工业炼铁的还原剂。[小结]1、活泼金属比较贵，由于比铁活泼，在自然界也是以化合态存在，作为还原剂成本太高。2、H2成本高，作为可燃性气体安全系数不高。3、C虽然成本低，但是用它作还原试剂生产出的生铁质量低，由于其是固态在生产中反应不充分。4

7、、CO虽然在自然界存在很少，却可以用廉价的焦碳制取。所以是最佳的。[教师]所以工业炼铁的原理就是在高温下，用还原剂——主要是CO把铁从铁矿石还原出来。[过渡]知道了反应原理之后，我们再来探究工业炼铁的流程到底是怎么实现的？请大家看高炉的简易装置图，图中有很多出口、入口，它们分别有什么用途呢？首先我们要看进入高炉的都有哪些原料。[提示]工业炼铁的原料有铁矿石、焦炭、空气等。（在高炉图中分别注出）。有了这样的一些原料，大家能不能想到还原剂：一氧化碳是怎样形成的