初中化学沪教版九年级上册第2节 金属矿物 铁的冶炼第2课时教学设计

教学环节

教师活动

学生活动

设计意图

环节一

创设情境

引入新课

【导入】上节课我们学习了实验室还原氧化铁的实验。哪位同学记得冶炼原理是什么？

【总结】实验室还原氧化铁的原理是一氧化碳还原氧化铁。

【展示】展示图片。

【讲述】铁及其合金在我们日常生活中应用广泛。如我们生活中常见的铁锅、铁门等都是铁及其合金制成的。

【提问】通过上节课的学习，我们了解了自然界中铁存在铁矿石中，那同学们是否思考过：如何从铁矿石中冶炼出铁呢？

【过渡】这节课我们就来学习如何从铁矿石中提取铁。

回答问题。

通过提问生活中常使用的金属，引入新课，激发学生的求知欲。

环节二

新课讲解

一、工业炼铁

【展示】展示PPT第5页。

【讲述】早在春秋战国时期，我国就开始生产和使用铁器，从1世纪起，铁变成了一种最主要的金属材料。

【讲述】工业炼铁的原理和实验室一样，都是利用一氧化碳还原氧化铁。

【展示】展示PPT第6页。

【讲述】这是高炉炼铁的示意图，上面标注了炼铁需要的原料：铁矿石、焦炭、石灰石。

【布置任务】请你根据右图所提供的信息，小组讨论高炉炼铁内发生的反应有哪些？并写一写相关的化学方程式。

【总结】

1．工业炼铁原料：铁矿石、焦炭、石灰石。

2．炼铁高炉内发生的化学反应：

C+O2CO2、CO2+C2CO、3CO+Fe2O32Fe+3CO2

3.石灰石的主要作用是将矿石中的二氧化硅转变为炉渣。

CaCO3+SiO2CaSiO3 + CO2↑

【讲述】我们通过一个视频来具体了解高炉炼铁的过程。

【展示】展示视频【知识解析】高炉炼铁。

【交流讨论】高炉炼铁和实验室炼铁有什么区别？其产物是纯铁吗？

【总结与交流】

（1）两者的产物不同。工业炼铁得到的是生铁，实验室得到的是纯铁。

生铁：含有2%~4.3%的碳及少量磷和硫的铁合金，硬而脆，不利于加工，可经过吹氧冶炼等工序生产钢，含碳量降至0.03%~2%的铁合金。

（2）设备不同。工业炼铁设备是高炉，实验室用玻璃管。

（3）对环境影响不同。高炉炼铁对环境影响大，实验室对环境影响小。

（4）操作难易程度不同。高炉炼铁工艺复杂，实验室操作简单。

【展示】展示PPT第10页。

【讲述】把得到的生铁在炼钢炉中继续冶炼就会得到钢。下面展示了炼铁和炼钢的比较，同学们阅读表格了解。

观看图片，并思考问题。

倾听，记录笔记。

观看视频。

交流、讨论并回答问题。

阅读表格。

将问题抛给学生，让学生在交流讨论中逐步了解炼铁高炉内发生的反应，培养学生

获取信息解决问题的能力。

同时活跃课堂气氛。

通过视频，形象展示高炉炼铁的过程。加深学生感性认识。

通过让学生交流讨论，比较实验室炼铁和工业炼铁的区别，同时培养学生归纳总结能力。

通过对比，让学生简单了解炼铁和炼钢的区别，增加学生知识储备量。

二、其他金属的冶炼方法

【展示】展示PPT第11页。

【过渡】刚才我们学习了铁的工业冶炼，那其他金属如何冶炼呢？

【讲述】根据金属的活动性顺序，冶炼不同金属时要采取不同的冶炼方法。目前来看主要有以下几种冶炼方法。

（1）湿法冶金

我国古代就有“曾青得铁化为铜”，反应的方程式为：Fe+CuSO4=Cu+FeSO4。

（2）电解法

有些金属(如钠、镁和铝等)需要用电解法。反应的方程式为：2Al2O34Al+3O2↑。

（3）热还原法

许多金属(如锰、锌、铁、镍)等冶炼，是把它们的矿物跟焦炭或氢气、一氧化碳等物质一起加热反应。反应的方程式为：CuO+CO Cu+CO2。

倾听、了解。

拓展学生视野，让学生了解金属冶炼的其他方法。

三、有关含杂质的计算

【过渡】在实际炼铁时，所用的原料或产物一般都含有杂质，在计算用料和产量时，应考虑到杂质问题。

【讲述】在进行化学方程式的计算中，一定要用纯物质的量来进行计算。

因此，含杂质的计算一般做法如下：

第一步，将含杂质的物质质量转化成纯物质的质量。即：纯物质质量=不纯物总质量×纯度，纯度=(纯物总质量÷不纯物质质量)× 100%

第二步，依据化学方程式，根据已知纯物质的质量计算未知纯物质的质量。

第三步，将纯物质转化成杂质物质的质量。即：不纯物质质量=纯物总质量÷纯度

下面我们通过一个例题来学习一下吧！

【例题】用1 000 t含氧化铁80%的赤铁矿石，理论上可以炼出含铁96%的生铁的质量是多少？

【总结】

方法1：根据化学方程式

解：设理论上可以炼出含铁96%的生铁的质量为x。

3CO+Fe2O32Fe+3CO2

160      2×56

1000 t×80%    x·96%

x =583.3 t

答：理论上可以炼出含铁96%的生铁的质量为583.3 t 。

分析：带入化学方程式计算的数据应是纯净物的质量：赤铁矿石→氧化铁→铁→生铁。

【交流讨论】请同学们根据化学式计算。

方法2：根据化学式：

矿石中Fe2O3的质量：1000 t×80％=800 t

Fe2O3中铁元素的质量：

可得到生铁的质量：560 t ÷96%= 583.3 t

答：理论上可以炼出含铁96%的生铁的质量为583.3 t 。

【展示】展示PPT第15页。

【布置任务】请同学们用两种方法，分组完成下面这个练习。看哪个组完成的快。

【总结】我们可以利用两种方法进行计算：

方法1:解：设490万吨含氧化铁60%的赤铁矿能炼出铁的质量为x。

x＝205.8 万吨

答：所得到的生铁中最多含铁205.8万吨。

方法2：根据化学式：

解：赤铁矿石中含铁元素的质量为：

。

答：所得到的生铁中最多含铁205.8万吨。

【提示】这里的490万吨×60%是Fe2O3的质量，这个是氧化铁中铁的质量分数。

倾听，记录笔记。

交流讨论。

分组进行练习。

分组进行练习。

引入含杂质相关的计算。

让学生了解涉及杂质的计算的相关概念和计算步骤。

通过教师讲解，让学生了解第一种计算方法，同时让学生思考第二种解题方法。以此来发散学生的思维和强化学生对涉及杂质类型计算过程的熟练程度。

学习新知识的同时，巩固旧知识。

通过练习，巩固所学知识。

通过练习巩固化学方程式的计算。

环节三拓展延伸

【展示】黄金在哪里

阅读PPT

拓展学生的知识面。

随堂作业

PPT展示

做题

通过习题巩固本节所学知识

环节四

课堂小结

展示PPT20页。

倾听并理解。

帮助学生梳理本节知识，便于学生记忆。