资源简介

中小学教育资源及组卷应用平台
第5节 物质的转化（第2课时）
【核心概念】
1.物质的结构与性质 2.物质的变化与化学反应
【学习内容与要求】
1.3 金属及合金是重要的原料
举例说明金属冶炼技术的发展对社会进步的作用。
2.3 物质变化的特征
⑩了解氧化还原反应。物质是不断变化的。
【教学目标】
1.科学观念:知道碳、一氧化碳和氢气的性质和用途,并会应用其性质解释相关现象；
2.科学思维:会熟练计算有关物质的纯度。
3.探究实践:在观察实验中,学会实验的观察方法和实验的设计方法。
4.态度责任:通过金属的冶炼,体会物质间的转化关系。
【教学思路】金属的冶炼主要指氢气、碳或一氧化碳还原金属氧化物。向学生演示氢气还原氧化铜的实验,通过实验培养学生的实验观察能力,并让其掌握基本操作要领。另外,碳还原氧化铜和一氧化碳还原氧化铁的实验不容易做,需要通过实验视频向学生展示实验过程。
【教学过程】
教学环节 教学活动 设计意图
创设情境，明确问题 在自然界中，多数金属是以化合态的形式存在。 我国古代劳动人民在商代就能制造出青铜器，春秋战国时期就会冶铁炼钢。 日常生活生产用的绝大多数是游离态金属单质，那么如何使金属元素由化合态转化为游离态呢 由图片引入金属的冶炼。
金属的冶炼 [情景展示1] 自然界中仅有少数金属(化学性质非常稳定)是以游离态(即单质)的形式存在的,大多数金属(化学性质活泼)是以化合态(即化合物)的形式存在的。 [问题探究] 怎样将矿石中的金属提炼出来 金属冶炼的方法是什么 [思考交流] [归纳提升] 金属冶炼的原理是把金属从化合态变成游离态。常用的金属冶炼方法是用C、CO (炽热的碳能在高温条件下与二氧化碳反应生成一氧化碳:C+CO22CO)或H2等具有还原性的物质与金属氧化物在高温下反应,夺取金属氧化物中的氧,从而得到金属单质。例如:C+2CuO2Cu+CO2↑; CO+CuOCu+CO2 ; H2+CuOCu+H2O,上述反应都是还原反应。 [继续探究] 什么是还原反应 什么是还原剂 [思考交流] [归纳提升] 含氧化合物里的氧被夺取的反应,叫作还原反应。能从含氧化合物中夺取氧的性质叫作还原性。有还原性的物质可作还原剂。 [情景展示2] 观察氢气还原氧化铜的实验并记录实验现象: 　　　 实验步骤现象或结论观察氧化铜的颜色 在试管中加入少量氧化铜,通入氢气,过一会儿,再给氧化铜加热 反应完成后停止加热,继续通入氢气,直到试管冷却固体物质由　 　色粉末变成　　 　　色,试管口有　 　生成
[情景说明] 氢气具有还性,它能将氧化铜还原成铜,同时生成水,反应的化学方程式为:H2+CuOCu+H2O。 [问题探究] 由氧化铜制取铜,还可用其他什么办法 [思考交流] [归纳提升] 还可用C或CO与氧化铜在高温或加热条件下制取铜。 [继续探究] 为什么在氢气还原氧化铜的实验开始时,要先通氢气,后给氧化铜加热 在实验过程中要注意什么 [思考交流] [归纳提升] 氢气还原氧化铜的步骤为:1.氢(检验氢气的纯度后先通一会儿氢气);2.灯(点燃酒精灯给氧化铜加热);3.灯(实验完毕后,先熄灭酒精灯);4.氢(继续通氢气,直到试管完全冷却)。先通入氢气是为了排尽装置中的空气,否则具有可燃性的氢气与空气混合加热,容易发生爆炸。实验结束后先熄灭酒精灯,继续通氢气,直至试管冷却,是防止生成的铜在温度较高时再次被氧气氧化成氧化铜,使实验失败。 [情景展示3] [问题探究] 上述是“一氧化碳还原氧化铁”的实验装置图,实验过程中能观察到什么现象 你能写出一氧化碳还原氧化铁的化学方程式吗 [思考交流] [归纳提升] 上述实验是实验室模拟铁的冶炼过程,即在高温下,用还原剂(主要是一氧化碳)从铁矿石中把铁还原出来。 实验中红色粉末逐渐变成黑色,澄清石灰水变浑浊,生成了铁和二氧化碳,化学方程式为:Fe2O3+3CO2Fe+3CO2。注意处理尾气CO的酒精灯要先点燃,最后熄灭。以防止有毒的CO逸散到空气中污染空气。 从得失氧的角度分析还原反应和氧化反应。 先进行实验后讨论正确操作的重要性。 一氧化碳有毒，要进行尾气处理。为安全，可观看视频。
有关纯度问题的计算 [情景展示] 　用一氧化碳把铁矿石冶炼成铁是一个复杂的过程，一定质量的铁矿石最多能冶炼出多少质量的铁？ [情景分析] 方法一：根据化学方程式计算 方法二：根据化学式计算。 [思考交流] [归纳提升] 质量守恒定律：反应前后元素的种类和质量不变。在实际生产时,所用的原料或产物一般含有杂质,在计算用料和产量时,应考虑到杂质问题。如果题目给出不纯物质的质量,必须先换算成纯净物质的质量。纯物质的质量=不纯物质的质量×纯物质的质量分数。 一题多解，拓展思维，解题原理仍是质量守恒定律。
课堂小结
板书
21世纪教育网 www.21cnjy.com 精品试卷·第 2 页 （共 2 页）
21世纪教育网(www.21cnjy.com)(共25张PPT)
第5节 物质的转化
（第2课时）
浙教版 九年级上
教材解析
【核心概念】
1.物质的结构与性质 2.物质的变化与化学反应
【学习内容与要求】
1.3 金属及合金是重要的原料
举例说明金属冶炼技术的发展对社会进步的作用。
2.3 物质变化的特征
⑩了解氧化还原反应。物质是不断变化的。
知道碳、一氧化碳和氢气的性质和用途，并会应用其性质解释相关现象。
创设情境
我国古代劳动人民在商代就能制造出青铜器，春秋战国时期就会冶铁炼钢。
在自然界中，多数金属是以化合态的形式存在。
赤铁矿
（主要成分Fe2O3）
方铅矿（主要成分PbS）
孔雀石[主要成
分Cu2(OH)2CO3 ]
日常生活生产用的绝大多数是游离态金属单质，那么如何使金属元素由化合态转化为游离态呢
探究实践
金属的冶炼就是把金属从化合态变成游离态。
孔雀石[主要成
分Cu2(OH)2CO3 ]
为了得到金属单质，常用的金属冶炼方法是让碳与金属氧化物在高温下反应，碳能夺取金属氧化物中的氧，从而得到金属单质。
化合态的CuO
游离态的Cu
Cu2(OH)2CO3 2CuO+H2O+CO2↑
△
探究实践
探究实践
碳与氧化铜反应后可以得到单质铜：
化学方程式为：
黑色固体逐渐变成红色，澄清石灰水变浑浊。
实验现象:
反应后操作：
应先将导管从石灰水中取出，再移去酒精灯。
防止试管温度降低，气压减小，使石灰水倒吸至试管，使试管炸裂。
C ＋ 2CuO===2Cu ＋ CO2↑
高温
碳与氧化铜反应
探究实践
炽热的炭能在高温条件下与二氧化碳反应，生成一氧化碳。
一氧化碳也会夺取金属氧化物中的氧，产生游离态的金属单质。
C ＋ CO2 == 2CO
高温
吸收CO2
干燥气体
CO ＋ CuO==Cu ＋ CO2

氢气也能将金属氧化物变成游离态金属。
探究实践
氢气还原氧化铜：
探究实践
活动
1．观察氧化铜的颜色：__________。
2．在一支试管中加入少量氧化铜，如图2-41所示，通入氢气，过一会儿，再给氧化铜加热，注意观察试管中的氧化铜有什么变化。
3．反应完成后停止加热，继续通入氢气，直到试管冷却。试管中氧化铜与氢气反应的化学方程式为：________________________________。
黑色粉末
黑色逐渐变成变红色
氢气还原氧化铜
H2 ＋ CuO==Cu ＋H2O
试管壁和试管口有什么现象。
出现小水珠。
探究实践
氢气还原氧化铜的实验操作步骤：
氢气还原氧化铜
①装CuO
②固定试管
③氢气验纯
④通氢气
⑥停止加热
⑦继续通氢气至试管冷却
⑧停止通氢气
⑤加热CuO
停氢
通氢
点灯
熄灯
实验要点：
开始时先通氢气后加热，结束时先停止加热后停止通氢气。
探究实践
1．由氧化铜制取铜，还可用其他什么方法？
3．铜在空气中加热很容易氧化变成氧化铜，在实验过程中要注意什么？
2．为什么在氢气还原氧化铜的实验开始时，要先通氢气，后给氧化铜加热？
实验停止后，继续通入氢气，直到冷却。防止灼热的铜重新被空气中氧气所氧化
排尽装置内空气，防止氢气与空气混合，加热时发生爆炸。
可用C、CO等还原剂在一定条件下还原氧化铜制取铜。
思考与讨论
探究实践
氢气还原氧化铜的实验中还有哪些需要注意的？
氢气还原氧化铜
（2）实验装置的试管口为什么要略向下倾斜？
防止反应生成的水倒流。
（3）导气管要伸到试管底部上方，目的是什么？
（4）加热前试管内氧化铜的放置有什么要求？
氧化铜平铺在试管底部，能与氢气充分接触。
排尽试管中的空气，使氢气与氧化铜充分接触。
（1）在实验前氢气为什么要验纯？
防止氢气不纯因加热而爆炸。
探究实践
请从已知的下列三个化学反应方程式中找出反应物得失氧元素的共同特点。
C ＋ 2CuO == 2Cu ＋ CO2↑
高温
CO ＋ CuO==Cu ＋ CO2

H2 ＋ CuO==Cu ＋H2O
CuO：
失去氧，
C、CO和H2:
为C、CO和H2提供氧，
得到氧，
使CuO失去供氧，
是氧化剂，
有氧化性，
是还原剂，
被氧化。
被还原。
有还原性，
还原性是具有从含氧化合物里夺取氧的能力。
还原剂是具有还原性的物质，
C、CO和H2是常见的还原剂。
CuO发生了还原反应；C、CO和H2发生了氧化反应。
探究实践
铁的使用非常广泛，但由于铁的化学性质比较活泼，所以地壳中的铁都是以化合物（铁矿石）的形式存在的。怎样从铁矿石中提炼铁呢？
把铁矿石冶炼成铁的主要反应原理：一氧化碳还原氧化铁。
实验室模拟炼铁：
探究实践
一氧化碳还原氧化铁：
探究实践
实验室模拟炼铁：一氧化碳还原氧化铁
（1）通入一氧化碳的要求：
①通入CO前，先点燃尾部酒精灯；
②先通入CO，排尽装置内空气，后点燃酒精喷灯；
③实验结束时，先熄灭酒精喷灯，后继续通到冷却。
（2）实验现象：
①玻璃管中的粉末由红色逐渐变为黑色；
②试管中的澄清石灰水变浑浊。
（3）化学方程式:
3CO+Fe2O3 2Fe+3CO2
高温
因CO有毒性，要用点燃的方法进行尾气处理。
探究实践
用一氧化碳把铁矿石冶炼成铁是一个复杂的过程，一定质量的铁矿石最多能冶炼出多少质量的铁？
【例题】 100吨含Fe2O3质量分数为85%的铁矿石中，可炼出含铁质量分数为96%的生铁为多少吨？
3CO + Fe2O3 2Fe + 3CO2
高 温
160 112
100吨×85% x×96%
160 ：112 = 100吨×85% ：x×96%
答：炼出的生铁质量为62吨。
112 × 100吨×85%
x =
160 ×96%
= 62吨
解：设可炼出含铁96%的生铁的质量为 x 吨。
探究实践
本题还可以根据化学式直接求解
解：
=100吨×85%
铁矿石中含Fe2O3的质量为：
=85 吨
Fe的质量为：
85吨
×　
×100%　　
= 85吨
×
×100%
= 59.5吨
2Fe
Fe2O3
112
160
炼出的生铁的质量为：
59.5吨 ÷ 96%
混合物质量=
纯净物质量
纯度
质量守恒定律：反应前后元素的种类和质量不变。
课堂小结
金属的存在形式
化合态
金属的冶炼
游离态
有关金属冶炼的计算
还原
反应
3CO+Fe2O3====2Fe+3CO2
高温
操作要点及注意事项
迁移应用
1. 图为氢气还原氧化铜的实验装置图,下列有关分析正确的是(　　)
A.装置中试管口需略向下倾斜,主要是为了利于通入氢气
B.在给试管内药品加热前,需先通氢气排尽试管内的空气
C.待药品完全反应后,需同时撤去酒精灯和通氢气的导管
D.该实验装置也可直接用于一氧化碳还原氧化铜的实验
B
迁移应用
3.由下列实验现象可知,黑色粉末是( )
A.CuO B.C C.CuO和C D.Fe2O3和C
C
2.实验室用如图装置模拟炼铁。下列说法正确的是（ ）
A.该反应属于置换反应
B.应先加热Fe2O3，再通入CO
C.红棕色的Fe2O3粉末逐渐变黑
D.气体通过澄清石灰水后直接排放
C
迁移应用
4. 如图所示是实验室用“W”形玻璃管进行的微型实验。
(1)a处发生的化学反应中,氧化铁是　　　　(填“氧化剂”或“还原剂”)。
氧化剂
(2)b处发生反应的化学方程式为　　　　　　　　　　　　　。
(3)该实验中尾气处理的方法可以为　 。
点燃(或用气球收集)
板书设计
第5节 物质的转化（第2课时）
1. 氢气还原氧化铜实验
2. 还原反应

　
3. 有关金属冶炼的计算
谢谢
21世纪教育网（www.21cnjy.com)
中小学教育资源网站
兼职招聘：
https://www.21cnjy.com/recruitment/home/admin中小学教育资源及组卷应用平台
第5节 物质的转化（第2课时）
考试这样考
类型一　金属的冶炼
角度1：氢气还原氧化铜
1.图为氢气还原氧化铜的实验装置图,下列有关分析正确的是 (　　)　
A.装置中试管口需略向下倾斜，主要是为了更好地通入氢气
B.在给试管内药品加热前，需先通氢气排尽试管内的空气
C.待药品完全反应后，需同时撤去酒精灯和通氢气的导管
D.该实验装置可直接用于一氧化碳还原氧化铜的实验
角度2：碳还原氧化铜
2.如图是碳还原氧化铜的实验,有关说法正确的是( )
A.该实验体现了碳的氧化性
B.反应开始的标志是:导管口有气泡产生
C.该反应的实验现象是黑色固体变红色,澄清石灰水变浑浊
D.实验结束时应先熄灭酒精灯,待试管冷却后再将导管从澄清石灰水中移出
角度3：一氧化碳还原氧化铁
3.下图是一氧化碳还原氧化铁的装置图，下列有关该实验的说法不正确的是（ ）
A.装置 A 处玻璃管内红色粉末变黑
B.实验结束后应先熄灭 C 处的酒精灯
C.氧化铁发生了还原反应
D.实验开始时应先通入纯净的一氧化碳
类型二 还原反应
4.我国高速铁路技术世界领先，高速铁路的无缝钢
轨是将钢轨间的接头用铝与氧化铁发生铝热反应进行焊接而成的。对于铝热反应：
Fe2O3+2Al 2Fe+Al2O3，下列说法中正确的是（　　）
A.Fe元素的化合价升高 B.Al被还原 C.Fe2O3发生还原反应 D.Al是氧化剂
类型三 含有杂质的反应物及生成物的相关计算
5.我国高铁建设走在世界前列，修建高铁需要大量铁矿石来炼铁，进而炼钢。
（1）下列三种铁矿石的主要成分Fe2O3、Fe3O4、FeCO3中，含铁量最高的是______。
（2）要炼出含铁96%的生铁1000 t，至少需要含氧化铁80%的赤铁矿多少吨？若高炉气
体不加处理，理论上会向大气中排放CO2多少吨？（计算结果保留整数。）
类型四 学科综合。
6.电脑芯片的制作要用到高纯度的硅。目前广泛采用石英砂(主要成分是SiO2)为原料制取,
其中的一步反应为SiO2+2C Si+2CO↑，对该反应分析正确的是（ ）
A.该反应属于置换反应 B.碳发生了还原反应
C.碳元素的化合价由0变为+4 D.该反应利用了一氧化碳的还原性
类型五 拓展创新
7.下图是氢气还原氧化铜的实验装置图，让我们一起研究该实验中的有关问题。
（1）装置B洗气瓶内盛放的化学药品是_____________。
（2）装置连接后，对氧化铜粉末加热前，应进行的实验操作是 。
（3）实验后发现所得的固体中除有一种紫红色物质外，还有一种砖红色物质。这些红色
固体是什么物质？某科学兴趣小组查阅资料得知，反应温度不同，氢气还原氧化铜
的产物可能是Cu或Cu2O，Cu和Cu2O均为不溶于水的红色固体；但氧化亚铜能与稀
硫酸反应，化学方程式为：Cu2O+H2SO4=CuSO4+Cu+H2O。为探究反应后的红色固体中含
有什么物质？他们提出了以下假设：
假设一：红色固体只有Cu 假设二：红色固体只有Cu2O
假设三：红色固体中有Cu和Cu2O 请回答有关问题:
①取少量红色固体，加入足量的稀硫酸。若无明显现象，则假设____成立；若看到溶液
变成蓝色，且仍有红色固体，则能否支持假设三？ （选填“能”或“不能”）。
②现将3克红色固体加入足量的稀硫酸中，反应后的溶液过滤，称得烘干后的滤渣质量
为1.4克。则原红色固体中含有什么物质？ 。
能力提升训练
1.有关氢气、木炭、一氧化碳还原氧化铜的反应中，下列说法正确的是 （ ）
A.都是置换反应 B.氧化铜都发生还原反应
C.氢气与一氧化碳还原氧化铜的装置相同 D.反应条件都是加热
2.在CO和CO2的混合气体中，含氧元素64%。将10g该混合气体先通入灼热的氧化铁，再通
入足量的石灰水中，最多可得白色沉淀物（　　）
A.5g B.30g C.15g D.6.4g
3.科学课上，小亮与老师一起演示了如图所示的实验。请回答下列问题：
（1）甲中铜加热时因生成了氧化铜而变黑，该反应的化学方程是　　　　　。
（2）小亮将变黑的铜丝a伸入试管内的稀硫酸中，再取出时，铜丝表面又变红了，试管
内发生反应的化学方程是　　　 　。
（3）老师将加热变黑的铜丝b趁热迅速伸入试管内的活性炭中，再取出时，铜丝表面也
变红了，此时铜丝质量与铜丝b相比　　 (填“增大”、“减小”或“相等”)。
参考答案
考试这样考
1.B 2.C 3.B 4.C
5.（1） Fe3O4 （2）赤铁矿1714 t，理论上会向大气中排放CO21131 t。
6.A
7.（1）浓硫酸 （2）通氢气 （3）①一 不能 ② Cu和Cu2O
能力提升训练
1.B 2.B
3.2Cu+O2===2CuO CuO+H2SO4═CuSO4+H2O 减小
21世纪教育网 www.21cnjy.com 精品试卷·第 2 页 （共 2 页）
21世纪教育网(www.21cnjy.com)

展开更多......

收起↑