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1、第二節(jié) 鐵的冶煉 合金
教學目標：
知識與技能：
1．了解從鐵礦石中將鐵還原出來的方法；
2．知道生鐵和鋼等重要的合金，認識加入其他元素可以改善金屬特性的重要性；
3．認識金屬材料在生產、生活和社會發(fā)展中的重要作用。
過程與方法：
1．學習從日常生活事物中發(fā)現和提出問題；
2．指導學生通過各種媒體和資料收集、整理和加工信息。
情感態(tài)度價值觀：
了解我國鋼鐵工業(yè)的發(fā)展；認識金屬冶煉的重要性。
內容要點：
1、 在煉鐵高爐里用一氧化碳把鐵礦石中的氧化鐵（或其他鐵的氧化物）在高溫下反應能生成生鐵。（寫出化學方程式）
2、生鐵和鋼是重要的鐵合金。
3、合金是由一種金屬
2、跟其他金屬(或非金屬)熔合形成的有金屬特性的物質。如青銅是由銅、錫等元素形成的合金。世界上最常見、應用很廣的鋼是由鐵、碳等元素形成的合金。
通常所說的“金屬材料”，既包括各種純金屬，也包括各種合金。
教學重點與難點
教學重點：生鐵的冶煉；鐵的兩種合金；含雜質物質的化學方程式的計算。
教學難點：1．含雜質物質的化學方程式的計算；
2．“一氧化碳與氧化鐵反應”的演示實驗。
探究學習：
1．一氧化碳與氧化鐵反應的注意事項
2．生鐵和鋼的比較
知識整理：
一．生鐵的冶煉
1．煉鐵的原料：鐵礦石、焦炭、石灰石和空氣
鐵礦石：主要有赤鐵礦Fe2O3、磁鐵礦Fe3O4、菱鐵礦FeCO
3、3、黃鐵礦FeS2
焦炭：主要作用是提供熱量和產生還原劑CO；
石灰石：主要作用是造渣，除去鐵礦石中SiO2等雜質。
2．煉鐵的設備：高爐
3．煉鐵的原理：在高溫條件下，利用還原劑一氧化碳從鐵的氧化物中將鐵還原出來。
4．煉鐵的過程及反應（以赤鐵礦為例）：
（1）焦炭燃燒產生熱量并生成還原劑
C+O2CO2；CO2+C2CO
（2）氧化鐵被CO還原成鐵
Fe2O3+3CO2Fe+3CO2
（3）SiO2與CaCO3分解產生的CaO反應生成硅酸鈣
CaCO3CaO+CO2↑；CaO+SiO2==CaSiO3 ；爐渣主要成分
5．煉鐵產物：生鐵
有關問題：常見的鐵礦石主要
4、有：吃鐵礦（主要成分是Fe2O3）、磁鐵礦（主要成份Fe3O4）、菱鐵礦（主要成分為FeCO3）、黃鐵礦（主要成分是FeS2）。請你從多角度分析這幾種礦石哪些不適合用來煉鐵。
分析：根據化學式的計算，黃鐵礦及菱鐵礦中鐵的質量分數都較小，并且黃鐵礦中含有硫元素，在煉鐵的過程中，很有可能形成二氧化硫氣體，排放到空氣中引起空氣污染。
6．金屬冶煉的方法：
（1）還原法：把金屬礦物與焦炭、氫氣、一氧化碳等還原性物質一起加熱反應。
如：利用赤銅礦（Cu2O）提取銅Cu2O+C2Cu+CO；古代濕法煉銅：Fe+CuSO4==FeSO4+Cu
（2）電解法：活潑金屬很難從其礦石中還原出來，需要用電
5、解法。
如：電解熔融氧化鋁制鋁：2Al2O34Al+3O2↑，電解熔融氯化鈉制鈉：2NaCl2Na+Cl2↑
（3）分解法：有些金屬的氧化物受熱容易分解，可以用簡單加熱的方法得到。
如：氧化汞制水銀:2HgO2Hg+O2↑
二．一氧化碳還原氧化鐵實驗
1．反應方程式：Fe2O3+3CO2Fe+3CO2
2．實驗現象：紅棕色的粉末變?yōu)楹谏勰?，澄清石灰水變渾濁?
3．實驗步驟：
反應前，先通一段時間一氧化碳，然后再加熱。目的是為了盡可能的排盡試管中的空氣，防止造成爆炸。
反應后，先撤走酒精燈，等固體冷卻后再停止通一氧化碳。目的是為了使固體冷卻，防止石灰水倒吸。
4．尾氣處理：
6、由于一氧化碳有毒，在關于該氣體的實驗都需要注意尾氣的處理，點燃或收集。
5．氧化劑、還原劑；氧化性、還原性；氧化反應、還原反應
氧化劑具有氧化性，在反應過程中失去氧，本身被還原，發(fā)生還原反應；
Fe2O3+3CO2Fe+3CO2
失氧
得氧
還原劑具有還原性，在反應過程中得到氧，本身被氧化，發(fā)生氧化反應。
如：
在該反應中，Fe2O3是氧化劑，CO是還原劑。
三．鐵的兩種重要的合金——生鐵和鋼
1．合金：由一種金屬和其他金屬（或者非金屬）熔合形成的具有金屬特性的物
7、質。
2．生鐵和鋼組成和性能上的差異：
生鐵
鋼
含碳量
2%~4.3%
0.03%~2%
其他元素
硫、磷、硅、錳（少量）
硅、錳（少量）、硫、磷（幾乎沒有）
冶煉原料
鐵礦石、焦炭、石灰石、空氣
生鐵、氧氣
冶煉原理
在高溫下，用一氧化碳從鐵的氧化物中將鐵還原出來
在高溫下，用氧氣或鐵的氧化物把生鐵中所含有過量的碳和其他雜質轉變?yōu)闅怏w或爐渣而除去
化學方程式
Fe2O3+3CO2Fe+3CO2
C+O2CO2
機械性能
硬而脆，無韌性
堅硬、韌性好，塑性好
機械加工
可鑄造
可鍛、軋和鑄造
應用
制造鐵鍋、暖氣片、機床底墊
制造機械
8、、交通工具和武器
差異本質原因
含碳量不同
3．合金的性能：
（1）一般來說，合金的硬度比組成它的金屬大；
（2）大多數合金的熔點比組成金屬的熔點低；
（3）導電、導熱性能比組成它的金屬差
（4）合金的性能主要決定于合金的成分
4．金屬材料：包括各種純金屬，也包括各種合金。
有關問題：黃銅是由銅與鋅組成的合金，外觀上類似于黃金。請你設計有關問題：黃銅是由銅與鋅組成的合金，外觀上類似于黃金。請你設計些具體的實驗來鑒別黃金與黃銅。
實驗步驟
實驗現象
實驗結論
將該固體在酒精燈進行加熱
若看到黃色固體變黑；
看到沒有明顯變化
是黃銅
是黃金
將該固體加入到稀鹽酸中
在金屬表面出現氣泡
金屬沒有明顯變化
是黃銅
是黃金
稱取一定質量的該固體m
投入水中，測得固體的體積V
根據ρ=
查找資料，金的密度為ρ0
ρ=ρ0
ρ<ρ0
是黃金
是黃銅
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