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2020-2021学年课题 3 金属资源的利用和保护优质学案
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这是一份2020-2021学年课题 3 金属资源的利用和保护优质学案，文件包含第1课时铁的冶炼学案含答案docx、第1课时铁的冶炼学案学生用docx等2份学案配套教学资源，其中学案共7页， 欢迎下载使用。
1．知道一些常见金属(铁、铝等)矿物，知道可用铁矿石炼铁。
2．用实验方法将氧化铁中的铁还原出来。
3．会利用化学方程式对含有某些杂质的反应物或生成物进行有关计算。
【学习重点】了解炼铁的原理和实验室用一氧化碳还原氧化铁的装置，能写出相关化学方程式。
【学习难点】写出有关金属冶炼的化学方程式。
【学习过程】
一、自主学习
1．默写金属活动性顺序表：K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb (H) Cu Hg Ag Pt Au
2．写出下列化学方程式：
碳还原氧化铁：3C+2Fe2O3eq \(=====,\s\up7(高温))4Fe+3CO2↑，碳还原氧化铜： C+2CuOeq \(=====,\s\up7(高温))2Cu+CO2↑，
一氧化碳还原氧化铜：CO+CuOeq \(=====,\s\up7(△))Cu+CO2，氢气还原氧化铜：H2+CuOeq \(=====,\s\up7(△))Cu+H2O。
二、新知导学
知识点一 金属资源概况
【引导自学】请学生自主阅读教材P14~P15，了解金属资源。
1．金属资源的存在形式：地球上的金属资源广泛地存在于地壳和海洋中，除金、银等少数很不活泼的金属
有单质形式存在外，其余都以化合物形式存在。
2．金属矿石：工业上从含有金属元素并有开采价值的矿石中提炼金属。常见的金属矿石有：
知识点二 铁的冶炼
【师生合作】完成实验“一氧化碳还原氧化铁”。
1．铁的冶炼原理（一氧化碳还原氧化铁）
特别提醒
CO还原氧化铁实验中的先与后：
（1）在通入气体前一定要检查装置的气密性；
（2）实验开始前先通入CO气体，排尽玻璃管中的空气，以免加热时玻璃管内CO与空气混合发生爆炸；
（3）在点燃酒精喷灯前要先点燃酒精灯，燃烧掉尾气中的CO，防止污染空气；
（4）反应结束后先熄灭酒精喷灯，继续通入CO至玻璃管冷却至室温后停止通气，一是防止新生成的铁粉在高温下再被氧化，二是防止液体倒吸。
速记：一氧化碳早出晚归，酒精喷灯迟到早退。
【引导自学】请学生自主阅读教材P15~16，了解铁的冶炼。
2．工业炼铁
（1）工业炼铁的原料：铁矿石、焦炭、石灰石、空气等。
（2）工业炼铁的原理： 3CO+Fe2O3eq \(=====,\s\up7(高温))2Fe+3CO2。
（3）工业炼铁的设备：高炉。
注意事项
（1）焦炭有两个作用，一是提供热量（化学方程式为C+O2eq \(=====,\s\up7(点燃))CO2），二是提供还原剂（化学方程式为C+CO2eq \(=====,\s\up7(高温))2CO）；石灰石的作用是除去铁矿石中的杂质。
（2）工业炼铁中得到的产品是 生铁 ，而不是纯铁。
（2）工业炼铁中得到的产品是 ，而不是纯铁。
（2）工业炼铁中得到的产品是生铁，而不是纯铁。
知识点三 含杂质物质的化学方程式的计算
【教材例题】用1000 t含氧化铁80%的赤铁矿石，理论上可以炼出含铁96%的生铁的质量是多少？
【步骤分解】
【解答过程】
解:由1 000 t含氧化铁80%的赤铁矿,则氧化铁的质量为
1 000 t×80%=800 t;
设可炼得铁的质量为x,则:
Fe2O3+3COeq \(=====,\s\up7(高温))3CO2+2Fe
160112
800 tx
eq \f(116,112)=eq \f(800t,x) x=560 t
则可得含铁96%的生铁的质量是560 t÷96%≈583 t。
答:该厂理论上可日产含Fe 96%的生铁的质量约是583 t。
【方法点拨】
1．化学方程式表示的各物质的质量关系是纯净物间的质量关系。当已知量中含有杂质时，必须将它们换算成纯净物的质量，再代入化学方程式进行计算。
2．不纯物质、纯物质和纯度之间的关系：
①纯物质的质量=不纯物质的质量×纯度；②不纯物质的质量=eq \f(纯物质的质量, 纯度)；某物质在混合物中的质量分数= eq \f(纯物质的质量, 不纯物质的质量)×100%。
三、我的收获
四、当堂检测
1．炼铁的主要原料是（ C ）
A．石灰石、焦炭、生铁 B．焦炭、氯酸钾、二氧化锰
C．石灰石、焦炭、铁矿石 D．铁矿石、氧气、二氧化锰
2．工业上大量冶炼金属常用到的一种氧化物还原剂是（ C ）
A．二氧化碳 B．二氧化硫 C．一氧化碳 D．一氧化氮
3．下列化合物中铁元素的质量分数最大的是（ A ）
A．FeO B．Fe2O3 C．FeCO3 D．Fe3O4
4．实验室根据工业炼铁的原理设计了如图所示装置进行实验。
请回答：（1）主要成分为氧化铁的矿石名称为赤铁矿；
图中还原氧化铁的化学方程式为：3CO+Fe2O3eq \(=====,\s\up7(高温))2Fe+3CO2；
（2）“加热”和“通气”（通入CO）的操作顺序是先通气再加热。
5．某炼铁厂每天生产纯度96%的生铁2240t，问该厂每天最少需要含Fe3O4 80%的磁铁矿石多少吨？
解：设该厂每天最少需要含Fe3O4 80%的磁铁矿石的质量为x。
3CO+Fe2O3eq \(=====,\s\up7(高温))2Fe+3CO2
160 112
80%x 2240t×96%
160112=80%x2240t×96% x=3840 t
答：该厂每天最少需要含Fe3O4 80%的磁铁矿石的质量为3840 t。
五、布置作业
完成本课时对应练习，并预习下一节的内容。
矿石
赤铁矿
磁铁矿
菱铁矿
黄铁矿
铝土矿
黄铜矿
辉铜矿
主要成分
Fe2O3
Fe3O4
FeCO3
FeS2
Al2O3
CuFeS2
Cu2S
实验药品
氧化铁粉末、澄清石灰水、一氧化碳气体
实验装置
实验步骤
①检查装置气密性；②装入药品并固定；③点燃酒精灯；④向玻璃管中通入CO；⑤点燃酒精喷灯；⑥反应完全后熄灭酒精喷灯；⑦试管冷却后停止通入CO；⑧熄灭酒精灯
实验现象
①红棕色粉末逐渐变为黑色，②生成的气体能使澄清的石灰水变浑浊；③尾气燃烧并产生蓝色火焰
化学
方程式
酒精喷灯处：3CO+Fe2O3eq \(=====,\s\up7(高温))2Fe+3CO2；试管中：CO2+Ca(OH)2=== CaCO3↓+H2O
酒精灯处：2CO+O2eq \(=====,\s\up7(点燃))2CO2
实验结论
红棕色的氧化铁被一氧化碳还原成单质铁；一氧化碳具有还原性，作还原剂
①
求纯物质的质量
②
设未知数(不带单位)
③
写出正确的化学方程式
④
找出已知量与未知量的质量关系
⑤
列出比例式，解答
⑥
把纯物质的质量转化为不纯物质的质量
⑦
答
1．知道一些常见金属(铁、铝等)矿物，知道可用铁矿石炼铁。
2．用实验方法将氧化铁中的铁还原出来。
3．会利用化学方程式对含有某些杂质的反应物或生成物进行有关计算。
【学习重点】了解炼铁的原理和实验室用一氧化碳还原氧化铁的装置，能写出相关化学方程式。
【学习难点】写出有关金属冶炼的化学方程式。
【学习过程】
一、自主学习
1．默写金属活动性顺序表：K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb (H) Cu Hg Ag Pt Au
2．写出下列化学方程式：
碳还原氧化铁：3C+2Fe2O3eq \(=====,\s\up7(高温))4Fe+3CO2↑，碳还原氧化铜： C+2CuOeq \(=====,\s\up7(高温))2Cu+CO2↑，
一氧化碳还原氧化铜：CO+CuOeq \(=====,\s\up7(△))Cu+CO2，氢气还原氧化铜：H2+CuOeq \(=====,\s\up7(△))Cu+H2O。
二、新知导学
知识点一 金属资源概况
【引导自学】请学生自主阅读教材P14~P15，了解金属资源。
1．金属资源的存在形式：地球上的金属资源广泛地存在于地壳和海洋中，除金、银等少数很不活泼的金属
有单质形式存在外，其余都以化合物形式存在。
2．金属矿石：工业上从含有金属元素并有开采价值的矿石中提炼金属。常见的金属矿石有：
知识点二 铁的冶炼
【师生合作】完成实验“一氧化碳还原氧化铁”。
1．铁的冶炼原理（一氧化碳还原氧化铁）
特别提醒
CO还原氧化铁实验中的先与后：
（1）在通入气体前一定要检查装置的气密性；
（2）实验开始前先通入CO气体，排尽玻璃管中的空气，以免加热时玻璃管内CO与空气混合发生爆炸；
（3）在点燃酒精喷灯前要先点燃酒精灯，燃烧掉尾气中的CO，防止污染空气；
（4）反应结束后先熄灭酒精喷灯，继续通入CO至玻璃管冷却至室温后停止通气，一是防止新生成的铁粉在高温下再被氧化，二是防止液体倒吸。
速记：一氧化碳早出晚归，酒精喷灯迟到早退。
【引导自学】请学生自主阅读教材P15~16，了解铁的冶炼。
2．工业炼铁
（1）工业炼铁的原料：铁矿石、焦炭、石灰石、空气等。
（2）工业炼铁的原理： 3CO+Fe2O3eq \(=====,\s\up7(高温))2Fe+3CO2。
（3）工业炼铁的设备：高炉。
注意事项
（1）焦炭有两个作用，一是提供热量（化学方程式为C+O2eq \(=====,\s\up7(点燃))CO2），二是提供还原剂（化学方程式为C+CO2eq \(=====,\s\up7(高温))2CO）；石灰石的作用是除去铁矿石中的杂质。
（2）工业炼铁中得到的产品是 生铁 ，而不是纯铁。
（2）工业炼铁中得到的产品是 ，而不是纯铁。
（2）工业炼铁中得到的产品是生铁，而不是纯铁。
知识点三 含杂质物质的化学方程式的计算
【教材例题】用1000 t含氧化铁80%的赤铁矿石，理论上可以炼出含铁96%的生铁的质量是多少？
【步骤分解】
【解答过程】
解:由1 000 t含氧化铁80%的赤铁矿,则氧化铁的质量为
1 000 t×80%=800 t;
设可炼得铁的质量为x,则:
Fe2O3+3COeq \(=====,\s\up7(高温))3CO2+2Fe
160112
800 tx
eq \f(116,112)=eq \f(800t,x) x=560 t
则可得含铁96%的生铁的质量是560 t÷96%≈583 t。
答:该厂理论上可日产含Fe 96%的生铁的质量约是583 t。
【方法点拨】
1．化学方程式表示的各物质的质量关系是纯净物间的质量关系。当已知量中含有杂质时，必须将它们换算成纯净物的质量，再代入化学方程式进行计算。
2．不纯物质、纯物质和纯度之间的关系：
①纯物质的质量=不纯物质的质量×纯度；②不纯物质的质量=eq \f(纯物质的质量, 纯度)；某物质在混合物中的质量分数= eq \f(纯物质的质量, 不纯物质的质量)×100%。
三、我的收获
四、当堂检测
1．炼铁的主要原料是（ C ）
A．石灰石、焦炭、生铁 B．焦炭、氯酸钾、二氧化锰
C．石灰石、焦炭、铁矿石 D．铁矿石、氧气、二氧化锰
2．工业上大量冶炼金属常用到的一种氧化物还原剂是（ C ）
A．二氧化碳 B．二氧化硫 C．一氧化碳 D．一氧化氮
3．下列化合物中铁元素的质量分数最大的是（ A ）
A．FeO B．Fe2O3 C．FeCO3 D．Fe3O4
4．实验室根据工业炼铁的原理设计了如图所示装置进行实验。
请回答：（1）主要成分为氧化铁的矿石名称为赤铁矿；
图中还原氧化铁的化学方程式为：3CO+Fe2O3eq \(=====,\s\up7(高温))2Fe+3CO2；
（2）“加热”和“通气”（通入CO）的操作顺序是先通气再加热。
5．某炼铁厂每天生产纯度96%的生铁2240t，问该厂每天最少需要含Fe3O4 80%的磁铁矿石多少吨？
解：设该厂每天最少需要含Fe3O4 80%的磁铁矿石的质量为x。
3CO+Fe2O3eq \(=====,\s\up7(高温))2Fe+3CO2
160 112
80%x 2240t×96%
160112=80%x2240t×96% x=3840 t
答：该厂每天最少需要含Fe3O4 80%的磁铁矿石的质量为3840 t。
五、布置作业
完成本课时对应练习，并预习下一节的内容。
矿石
赤铁矿
磁铁矿
菱铁矿
黄铁矿
铝土矿
黄铜矿
辉铜矿
主要成分
Fe2O3
Fe3O4
FeCO3
FeS2
Al2O3
CuFeS2
Cu2S
实验药品
氧化铁粉末、澄清石灰水、一氧化碳气体
实验装置
实验步骤
①检查装置气密性；②装入药品并固定；③点燃酒精灯；④向玻璃管中通入CO；⑤点燃酒精喷灯；⑥反应完全后熄灭酒精喷灯；⑦试管冷却后停止通入CO；⑧熄灭酒精灯
实验现象
①红棕色粉末逐渐变为黑色，②生成的气体能使澄清的石灰水变浑浊；③尾气燃烧并产生蓝色火焰
化学
方程式
酒精喷灯处：3CO+Fe2O3eq \(=====,\s\up7(高温))2Fe+3CO2；试管中：CO2+Ca(OH)2=== CaCO3↓+H2O
酒精灯处：2CO+O2eq \(=====,\s\up7(点燃))2CO2
实验结论
红棕色的氧化铁被一氧化碳还原成单质铁；一氧化碳具有还原性，作还原剂
①
求纯物质的质量
②
设未知数(不带单位)
③
写出正确的化学方程式
④
找出已知量与未知量的质量关系
⑤
列出比例式，解答
⑥
把纯物质的质量转化为不纯物质的质量
⑦
答
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