化学必修一专题3 从矿物到基础材料第二单元 铁、铜的获取及应用教案及反思

第二单元 铁、铜的获取及应用

 第1课时  从自然界获取铁和铜

一、学习目标

（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。

二、教学重点与难点

重点：工业炼铁的原料、原理、设备、工艺流程与产物

三、设计思路

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。

四．教学过程

【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】

二．铜的冶炼

1.湿法炼铜：Fe+CuSO4=FeSO4+Cu

【提问】现在的冶炼方法？

【板书】

2.火法炼铜:

3、生物炼铜的原理是什么？

【提问】生物炼铜有什么优点？

【巩固练习】

1．铁和铜在自然界中主要以化合物的形式存在.工业上铁的冶炼是在炼铁高炉中进行的，原料有铁矿石、焦炭、空气、石灰石等。冶炼的过程 将氧化铁还原为单质铁的方程式为：Fe2O3+3CO 2Fe+3CO2 。

2．在高温下可还原氧化铁的化合物是 (  D    )
 A．焦炭         B．氢气      　　　C．二氧化碳    　　     D．一氧化碳

【结束语】通过这节课,大家都对金属铁和铜在自然界的存在方式及冶炼方法有了一个较为详尽的了解。我们知道科学技术是处在不断的发展变化之中的，新的技术、新的冶炼方法也会被逐渐地被发现。

【作业】 1．完成“练习与实践”：第4题

2．上网查资料

①随着科技的发展，新的炼铁方法是否已应运而生？新的炼铁方法的优势何在？

②我国细菌冶金的研究和应用情况。