资源简介

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6.1金属矿物及铁的冶炼大单元整体教学设计
单元教学主题 学习主题“金属资源”。本单元涉及的主要化学大概念：(1)常见的金属矿物；
(2)铁冶炼的化学原理；
(3)金属的物理性质；(4)常见金属的化学性质；(5)合金及其应用；(6)我国钢铁工业的发展；(7)钢铁的锈蚀及防护；(8)废金属的回收利用； 学科 化学 年级 九年级
单元 第六章《金属资源综合利用》 授课人 Xxx
单元内容 本单元教学内容：课题1 本单元聚焦金属矿物及铁的冶炼相关知识。首先介绍了常见的金属矿物，如赤铁矿、磁铁矿等，让我们了解其成分和分布。重点阐述了铁的冶炼原理，即利用还原剂将铁矿石中的铁氧化物还原为金属铁。详细讲解了冶炼的设备、工艺流程和化学反应。还探讨了冶炼过程中的能源消耗、环境污染等问题，引发对可持续发展的思考。同时，涉及到金属的回收利用，强调其重要性和方法。通过实验和实例，帮助我们更直观地理解铁的冶炼过程及相关原理，培养科学探究和解决实际问题的能力。课题2 本单元聚焦金属的性质和应用。首先，深入探讨金属的物理性质，包括良好的导电性、导热性、延展性及金属光泽等，这些性质决定了它们在日常生活和工业中的广泛用途。在化学性质方面，着重研究金属与氧气、酸及盐溶液的反应，了解金属的活泼程度差异。通过实验，直观感受金属化学性质的变化。应用方面，阐述金属在建筑、制造、电子等领域的重要作用。例如，铁用于建筑结构，铜用于电线制造。还会介绍合金的概念及优势，如钢、铝合金等，它们改善了纯金属的性能，拓展了应用范围。课题3 本单元重点探讨金属防护和废金属回收。首先介绍金属腐蚀的原理，包括化学腐蚀和电化学腐蚀，让学生明白金属生锈的本质原因。接着讲解各种防护金属的方法，如涂漆、镀膜、改变金属内部结构等，使学生了解如何有效延长金属制品的使用寿命。在废金属回收方面，强调其重要性和意义，不仅能节约资源，还能减少环境污染。通过案例分析，展示废金属回收的流程和技术，激发学生的环保意识和资源节约观念。同时引导学生思考在日常生活中如何参与到废金属回收行动中，培养他们的社会责任感。本单元内容的逻辑结构：本单元重点探讨金属防护和废金属回收。首先介绍金属腐蚀的原理，包括化学腐蚀和电化学腐蚀，让学生明白金属生锈的本质原因。接着讲解各种防护金属的方法，如涂漆、镀膜、改变金属内部结构等，使学生了解如何有效延长金属制品的使用寿命。在废金属回收方面，强调其重要性和意义，不仅能节约资源，还能减少环境污染。通过案例分析，展示废金属回收的流程和技术，激发学生的环保意识和资源节约观念。同时引导学生思考在日常生活中如何参与到废金属回收行动中，培养他们的社会责任感。本单元内容可开发的教学活动与资源：本单元，可开发丰富多样的教学活动与资源。教学活动方面，组织学生实地参观金属加工厂或废品回收站，使其亲身体验金属的加工和回收流程；开展小组讨论，针对金属资源的现状与未来发展趋势各抒己见；安排模拟金属腐蚀的实验活动，让学生直观了解腐蚀条件和影响因素，进而深刻理解防护措施的原理；举办知识竞赛，激发学生学习金属资源知识的热情。教学资源上，借助多媒体展示金属开采、冶炼、回收过程以及因不合理利用金属资源导致的环境问题等丰富的图片和视频；提供相关科普文章和研究报告，助力学生深入探究前沿信息；引入国内外成功的金属资源回收利用项目案例进行分析，引导学生从中获取经验；此外，搭建在线学习平台，分享学习资料、设立讨论区，便于学生交流和自主学习。通过这些教学活动与资源的开发运用，能够激发学生的学习兴趣，增进他们对金属资源综合利用的认知，提升实践能力。本单元教学重点：1.金属资源的现状和重要性：了解金属资源的有限性和在现代工业、生活中的关键作用。2.金属的冶炼方法：掌握不同金属的常见冶炼工艺，包括原理和条件。3.金属的腐蚀与防护：理解金属腐蚀的原因和机制，学会有效的防护措施。4.废金属的回收利用：认识废金属回收的意义、流程和价值。5.可持续发展观念：培养学生节约金属资源、保护环境，树立可持续利用金属资源的意识。本单元教学难点：1.理解复杂的金属冶炼原理和工艺流程，包括其中涉及的化学反应和物理变化，这需要学生具备较强的化学和物理基础知识以及抽象思维能力。2.掌握金属腐蚀的多种原因和防护方法，并能够在实际情况中准确分析和应用，这对学生的综合分析和实践应用能力要求较高。3.深刻认识到金属资源综合利用的重要性和紧迫性，培养学生的资源节约和环境保护意识，使其在日常生活中形成自觉的行为习惯。
单元学情 在“金属资源综合利用”单元的学习中，学生已经具备了一定的化学基础知识，如常见金属的性质、化学反应等。他们对金属有一定的感性认识，但对于金属资源的综合利用可能缺乏系统和深入的了解。大多数学生对金属在生活熟悉，能够意识到金属的重要性，但对于金属资源的有限性和保护的紧迫性认识不足。在学习能力方面，学生具备一定的观察和分析能力，但在抽象思维和逻辑推理上还有待提高。他们可能在理解金属腐蚀的原理、复杂的冶炼过程以及资源回收的经济效益和环境效益等方面存在困难。部分学生可能对实验操作和探究活动感兴趣，通过实践能够更好地掌握知识，但也有一些学生可能在实验过程中缺乏耐心和细心。在学习态度上，学生对于与实际生活紧密相关的内容往往表现出较高的积极性，但对于较为枯燥的理论知识可能会感到厌烦。此外，学生在信息收集和处理能力上存在差异，一些学生能够有效地利用网络和书籍获取相关资料，而另一些学生则需要更多的引导和帮助。同时，学生的团队合作能力也参差不齐，在小组活动中需要教师合理安排和指导，以确保每个学生都能充分参与和有所收获。综上所述，在教学过程中，教师需要根据学生的实际情况，采用多样化的教学方法和手段，激发学生的学习兴趣，突破学习难点，提高学生的综合素养。
单元目标 1.理解金属资源的有限性和重要性，认识合理开发和保护的意义。2.掌握常见金属的存在形式、冶炼方法及其原理。3.了解金属腐蚀的原因和类型，学会常见的金属防护措施。4.明确废金属回收的价值和流程，培养资源循环利用的意识。5.能够通过实验探究和数据分析，解决与金属资源相关的问题。6.学会运用化学知识评估金属资源综合利用方案的合理性和可行性。7.树立环保和可持续发展观念，积极参与金属资源保护和回收的实践活动。
达成评价 围绕课时学习目标1.关注课堂问题预设、实验探究与学生课堂反馈表现。2.设计课时作业与学生答题正确率的及时分析。3.围绕单元和主题目标：分层设置单元测试和家庭小实验探究。
单元实施
课型安排 课时设置 课时目标 达成评价 任务活动 当堂检测 课时作业
新授课 1 在知识与技能方面，学生要认识常见金属矿物及其主要成分，掌握铁的冶炼原理，能正确书写相关化学方程式及明确反应条件，还要理解一氧化碳还原氧化铁的实验装置与操作步骤。过程与方法上，通过对实验现象的观察，提升观察和分析问题的能力，经历从理论到实践的过程，增强运用化学知识解决实际问题的水平。情感态度与价值观方面，要让学生体会化学在金属冶炼中的关键作用，提升对化学学科的兴趣，培养环保意识，明白合理利用资源和保护环境的重要性，并且在实验探究中形成严谨的科学态度及合作精神。 通过实验和实例，帮助学生理解这些内容，对常见金属的性质有更深层次的理解。 1.实验室炼铁实验。2.工业炼铁。 1、课堂练习2、课本p172习题 校本课时作业
新授课 2 本课时旨在让学生全面且深入地理解金属的性质和应用。知识与技能方面，学生将掌握金属的物理性质，如导电性、导热性、延展性等，以及金属的化学性质，包括金属与氧气、酸和盐溶液的反应，能够准确书写相关化学方程式。过程与方法上，通过实验探究和观察分析，培养学生的动手能力、观察能力和逻辑推理能力，学会从实验现象中总结归纳金属的性质。在情感态度与价值观维度，引导学生感受金属材料在生活和生产中的广泛应用，激发学生学习化学的兴趣，同时培养学生的创新意识和节约资源的观念，认识到科学合理利用金属的重要性。 通过对金属的性质和应用的学习，学生在知识掌握方面表现出色，能够清晰阐述常见金属的物理和化学性质，并能准确举例说明其在生活生产中的应用。在能力培养上，学生具备了一定的实验观察和分析能力，能通过实验探究理解金属性质。但部分学生在综合运用知识解决复杂问题时仍需加强。 1.金属与氧气反应。2.金属与稀硫酸（或稀盐酸）反应。 1、课堂练习2、课本p182，p183习题 校本课时作业
新授课 3 这一课时的目标涵盖多个方面。在知识上，学生要理解金属腐蚀的原理，包括化学腐蚀和电化学腐蚀的机制，掌握常见的防护方法及原理，熟悉废金属回收的流程和意义。技能上，通过实验探究或案例分析，能判断金属腐蚀类型并提出防护措施，还能制定废金属回收方案。情感方面，培养节约资源和环保意识，认识到其对可持续发展的重要性，增强社会责任感。应用上，能够把所学知识用到日常生活，解决实际问题，如保养金属制品、参与废金属回收活动。总之，通过本课时学习，让学生全面掌握相关知识和技能，形成正确的价值观和应用能力。 通过本部分学习，学生基本掌握金属防护和废金属回收的知识。能阐述金属腐蚀原理及防护方法，了解废金属回收的意义。部分学生在实际应用方面还有待提高。总体来说，大部分同学达成了预期目标，对环保和资源利用有了新认识。 1. 铁的锈蚀实验。 2.铁钉锈蚀实验。3.金属的回收利用。 1、课堂练习2、课本p187、p188习题 校本课时作业
课时设计（课题1）
课题 6.1 金属矿物及铁的冶炼
课型 新授课 复习课 试卷讲评课 其他课
1.教学内容分析 本部分教学内容首先介绍常见的金属矿物，让学生了解金属在自然界的存在形式。重点在于铁的冶炼，详细讲解其原理、原料、设备及工艺流程。通过实验或多媒体演示，直观呈现冶炼过程中的化学反应。同时，引导学生对比不同金属的冶炼方法，理解其与金属活动性的关系。在教学中，注重培养学生的观察、分析和推理能力，使学生认识到化学在工业生产中的重要应用，激发学生对化学学科的兴趣和探索精神。
2.学习者分析 对于“金属矿物及铁的冶炼”的学习，学习者在知识储备上已经具备一定的化学基础，如元素、化合物的概念等。但对复杂的化学反应原理和实验操作的理解可能存在困难。在学习能力方面，具备一定的观察和逻辑推理能力，但抽象思维仍需培养。大多数学习者对实验探究有较高兴趣，但部分可能缺乏主动思考和深入探究的积极性。此外，学习者的生活经验能帮助理解铁在生活中的应用，但对于工业冶炼的实际情况了解较少。需要引导他们将理论知识与实际应用相结合，提高学习效果。
3.学习目标确定 1.了解常见金属矿物的种类和主要成分。2.掌握铁的冶炼所涉及的化学反应原理。3.熟悉炼铁的实验装置及操作要点。4.理解炼铁过程中的物质转化和能量变化。5.学会根据化学方程式进行有关铁的冶炼的计算。6.培养观察、分析和解决问题的能力，增强环保和资源意识。
4.学习评价设计 1.课件随堂练习2.校本课时作业3.课堂实验
5.学习活动设计
任务一：创设问题情境，引入新课
教师活动 学生活动 学习评价
【展示】化学学科的教材，观看准备的视频素材。【提问】思考一下生活中常见的金属有哪些？ 学生尝试说明生活中有哪些地方可以看到金属铁的应用？ 在这部分学习中，学生对金属矿物及铁的冶炼知识有一定掌握。能说出常见金属矿物成分，理解铁的冶炼原理。但在实验操作和知识运用上，部分同学不够熟练。整体看，多数学生达到基本要求，需进一步巩固提升。
任务二：常见的金属矿物
教师活动 学生活动 学习评价
【观念构建】人类科技文明的发展历程伴随着人类利用材料、制造材料、完善材料的历 史。从青铜时代、铁器时代起，到科技发达的今天，金属作为一种重要的材料，对生产生活、社会发展有着十分重要的作用。各种各样的金属大多是通过冶炼金属矿物而获得的，因此开发利用金属矿物资源，需要了解各类金属 矿物和常见的冶炼方法。【观察思考】能认识大多数金属在自然界中以金属矿物的形式存在；能体会化学方法在金属冶炼中的重要作用，简要叙述工业炼铁的反应原理。【内容分析】金属元素在自然界中分布很广，除极少数不活泼的金属（如铂、金、银等） 以单质形式存在外，其余大多数以化合物形式存在。金属元素在自然界中一般 以矿物的形式存在。铁的矿物主要有赤铁矿、磁铁矿、菱 铁矿和黄铁矿等。铜的矿物主要有黄铜矿、辉铜矿和孔雀石等。铝的矿物主要有铝土矿和明矾石等。地壳中几种金属元素的含量以金属矿物作为原料，通过一系列物理变化、化学变化可以得到相应的金 属单质。而使金属矿物转化成金属的过程称为金属冶炼。【交流讨论】你知道学校所在地区（或家乡）有哪些金属矿物？能识别它们吗？请收集金属矿物样品或查阅相关资料，并与同学交流。我国古代利用金属单质的顺序是怎样的 为什么会这样 为什么又称作金属 1.矿物标本观察：准备常见金属矿物的标本，让学生分组观察，记录其颜色、形状、光泽等特征。2.知识竞赛：设置关于常见金属矿物的名称、成分、产地等问题，开展小组竞赛。3. 科普报告：学生分组查阅资料，制作关于某种常见金属矿物的科普报告并展示。4.实地考察：如果条件允许，组织学生到矿山或地质博物馆进行实地考察。 学生在“常见的金属矿物”学习中，能认识多种金属矿物，了解其主要成分。对各类金属矿物的分布和特点有一定的记忆。但在区分相似矿物和实际应用知识方面，还存在不足。总体学习效果基本达标，仍有进步空间。
任务三： 铁冶炼的化学原理
教师活动 学生活动 学习评价
【观念构建】铁在自然界中分布很广，在地壳中含量居所有金属元素的第二位，仅次于铝，约占地壳总质量的 4.75%。我国铁矿石储量占世界储量的 11%，辽宁鞍山、湖北大冶、四川攀枝花等地均有大型铁矿石产区。我国铁的冶炼最早可以追溯到殷商时期，到春秋战国时期已出现了较为成熟的炼铁技术。 以氧化铁为原料可以冶炼得到金属铁。以下通过实验来揭示炼铁的化学原理。中国古代炼铁技术的发展经历了一个漫长的过程，主要包括以下几个阶段：1. 先秦时期：使用“块炼法”。将铁矿石和木炭一层夹一层地放在炼炉中，点火焙烧，在高温下利用炭的不完全燃烧产生一氧化碳，得到熟铁。这种方法生产效率低，耗费原料较多，得到的熟铁夹杂的杂物比例也较高。同时，在这一时期也出现了生铁冶炼技术。2.西汉初期：发展出“百钢法”。即将块炼铁反复加热折叠锻打，使钢的组织致密、成份均匀，杂质减少，从而提高钢的质量。但该方法受限于当时的原料为块炼铁，材料供应难以跟上，且过于费工费力，发展受到限制。3. 西汉中期：出现“炒钢法”。以生铁为原料，把生铁加热到液态或半液态，靠鼓风或撒入精矿粉，使硅、锰、碳氧化，让碳量降低到钢的成分范围。炒钢法可生产低碳钢、中碳钢或高碳钢，有时也能得到熟钢。其优点是成分可适当控制，生产率较高，质量较好。“百钢”与“炒钢”的结合，使社会生产力大大提高。不过，其工艺较为复杂，对铁匠的要求逐渐升高。从汉朝开始，已经用煤炭作为原料。4. 南北朝时期：“灌钢法”被发明。利用生铁碳高、熟铁碳低的特点，将熔化的生铁液灌到熟铁上以改变碳分，从而生产出硬度高、性能好的钢，解决了碳和钢不易分离的难题。这一方法提高了钢的质量，也降低了工艺的复杂程度。5. 明朝：出现“苏钢法”。在高炉内放入熟铁，配以木炭燃烧，同时在炉口夹持一块生铁，生铁融化后滴入炉内，搅拌炉内熟铁与之反应，可直接成型各种碳含量的钢材。通过控制生铁和熟铁之间的比例，可以调节钢材的碳含量。苏钢法在芜湖、湘潭、重庆、威远等地一直沿用至今。随着时间的推移，古代炼铁技术不断改进和完善，提高了铁的产量和质量，促进了农业、手工业、军事等领域的发展。这些技术的进步是古代劳动人民智慧的结晶，对中国古代社会的发展和进步起到了重要的推动作用。 1. 资料收集与展示：学生分组收集不同历史时期炼铁技术的相关资料，包括图片、文字描述等，并制作成 PPT 在课堂上展示，讲解各个时期炼铁技术的特点和进步。2. 角色扮演：让学生扮演不同历史时期的炼铁工匠，通过情景再现，展现当时的炼铁工艺流程和技术难点。3. 小组讨论：组织学生讨论炼铁技术发展对社会经济和人类文明的影响。4. 实地参观：如有条件，安排学生参观现代炼铁厂，对比古今炼铁技术的差异。 学生展现出浓厚兴趣，清晰梳理了炼铁技术的演变历程。能对比不同时期技术的特点，但对技术背后原理的深入理解稍显不足。整体上达到了学习要求，对应用金属的发展有了宏观认识。
任务四： 一氧化碳还原氧化铁的实验
教师活动 学生活动 学习评价
【方法导引】在图示装置的硬质玻璃管中放入少量氧化铁粉末，先通入一氧化碳，排出装置内的空气后，再用酒精喷灯加热玻璃管中的氧化铁，当红棕色粉末变成黑色时停止加热。待玻璃管内物质冷却后，停止通入一氧化碳。在反应过程中澄清石灰水有什么变化？将得到的黑色粉末倒在白纸上观察，检验粉末能不能被磁铁吸起。尝试判断反应中生成了哪些物质。【演示实验】先通入一氧化碳，排出装置内的空气后，再用酒精喷灯加热玻璃管中的氧化铁【提问】在反应过程中澄清石灰水有什么变化？将得到的黑色粉末倒在白纸上观察，粉末能被磁铁吸起吗？【现象分析】澄清石灰水变浑浊；黑色固体逐渐变红。【板书】实验探究：一氧化碳还原氧化铁的炼铁实验注意：1.实验开始时要先通入CO，一段时间后再点燃酒精喷灯，目的是排尽装置内的空气，防止加热时发生爆炸。2.实验结束，停止加热后，要继续通CO直至玻璃管冷却，同时防止石灰水发生倒吸现象。3.若没有酒精喷灯也可用酒精灯代替，但需在火焰外加金属网罩，使火焰集中，提高温度。4.不能把热的固体直接倒出来观察，生成的铁在高温时会重新被氧化。交流讨论：1. 上述一氧化碳与氧化铁反应的实验中，对实验操作顺序有哪些具体要求？说明理由。顺序：装入药品，固定装置→点燃酒精灯→向玻璃管中通入一氧化碳→点燃酒精喷灯→反应完成后，熄灭酒精喷灯→硬质玻璃管冷却后，停止通入一氧化碳→熄灭酒精灯。对顺序的要求：①实验开始时，要先通入CO一段时间后再点燃酒精喷灯，目的是排尽装置内的空气，防止加热时发生爆炸。②实验结束，停止加热后，要继续通CO直至玻璃管冷却，或用弹簧夹夹紧玻璃管两端的胶皮管直至玻璃管冷却，才可以把固体倒到白纸上观察。不能把热的固体直接倒出来观察的原因是生成的铁在高温时会重新被氧化。 认真观察教师的实验演示，注意实验装置的组成和操作方法。仔细观察试管中氧化铁粉末的变化，记录实验现象。【观看实验视频】【实验现象描述】一段时间后，玻璃管内红色粉末变为黑色，澄清石灰水变浑浊，点燃尾气时产生淡蓝色火焰。 对实验现象进行分析，归纳、交流。
任务五： 工业炼铁
教师活动 学生活动 学习评价
高炉是工业炼铁的主要设备。把铁矿石跟焦炭、石灰石从上方加入高炉，从下方通入热空气，焦炭燃烧，生成的二氧化碳与焦炭在高温下反应生成一氧化碳气体，一氧化碳与氧化铁在高温下反应生成铁。通过高炉炼得的铁为生铁，仍含有少量杂质。人们常根据金属及其矿物的特性来选择不同的冶炼方法。金属的冶炼方法 许多金属（如锰、锌、铁、镍和铅等）的冶炼，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。 有些金属（如钠、钾、镁和铝等）很难从其矿物中提取出来。为了制得这些金属，需要用电解的方法。例如，在一定条件下，用氧化铝制金属铝需要使用电解的方法。 通常把金属（如铁）跟氧结合生成金属氧化物（如氧化铁）的过程称为金属的氧化。金属氧化物跟焦炭、氢气或一氧化碳等物质反应，失去氧转化为金属的过程，称为金属氧化物的还原。 1. 小组讨论：分组讨论工业炼铁的原理、原料选择的原因以及可能遇到的问题。2. 实验模拟：通过简单的化学实验模拟工业炼铁的主要反应过程，观察现象并记录。3. 案例分析：分析实际的工业炼铁案例，计算原料消耗、产量等数据。4. 实地参观（如果条件允许）：参观炼铁厂，了解实际生产流程。 在“工业炼铁”的学习中，学生掌握了炼铁的原理和主要流程。能理解相关化学反应，整体上，大部分同学达到了学习要求，对工业生产有了初步认识。
【提问】学完本课题，谈谈你收获……【反馈练习】课堂练习和校本练习 根据板书，小结本节课所学内容 课堂延伸 巩固所学
5.板书设计
6.作业与拓展学习设计 校本课时
7.教学反思与改进作为一名化学老师，在“金属矿物及铁的冶炼”的教学过程中，我有以下反思。教学中的成功之处在于，通过多媒体展示和实验演示，学生对金属矿物的种类和特点有了较为直观的认识，对铁的冶炼原理和工艺流程也有了初步的理解。课堂讨论环节激发了学生的积极性，他们能够主动思考并提出问题。 然而，也存在一些不足之处。部分学生对于复杂的化学方程式和反应条件的理解还不够深入，在实际应用中容易出错。在实验操作环节，由于时间和设备的限制，学生亲自动手的机会较少，影响了他们对实验细节的把握。 针对这些问题，我计划在今后的教学中做出以下改进。首先，加强对化学方程式的讲解和练习，通过更多的实例帮助学生理解和记忆。其次，优化实验教学设计，尽量为学生创造更多亲自动手的机会，或者采用虚拟实验等方式增强他们的体验。同时，在教学中增加与实际生活和工业生产的联系，让学生更好地理解知识的应用价值。
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(沪教版)九年级
上
第六章 金属资源综合利用
6.1 金属矿物及铁的冶炼
01
教学目标
内容总览
02
新知导入
03
探究新知
04
随堂检测
05
课堂总结
06
课堂典例
01
02
学生能够认识常见的金属矿物，了解其主要成分和用途；
03
掌握铁的冶炼原理和实验方法，能书写相关化学反应方程式；
理解金属冶炼与环境保护的关系，培养可持续发展的意识。
教学目标
新知导入
常见金属矿
铜矿
铁矿
金矿
任务一
创设问题情境，引入新课
新知导入
任务一
创设问题情境，引入新课
青铜时代
公元前4000年至公元初年
铁器时代
公元前1510年~公元前1310年
新知导入
任务一
创设问题情境，引入新课
思考
人类社会是怎样利用金属的？
模块一 常见的金属矿物
探究新知
任务二
常见的金属矿物
金属元素在自然界中分布很广，除极少数不活泼的金属（如铂、金、银等）以单质形式存在外，其余大多数以化合物形式存在。金属元素在自然界中一般以矿物的形式存在。
地壳中几种金属元素的含量
探究新知
任务二
常见的金属矿物
赤铁矿
磁铁矿
菱铁矿
黄铁矿
Fe
铁矿的主要分类
探究新知
任务二
常见的金属矿物
Fe
例1、同学们收集的下列矿石样品中，主要成分为的是( )
A.赤铁矿 B.磁铁矿
C.孔雀石 D.铝土矿
课堂典例
【答案】B
【解析】】A、赤铁矿的主要成分是氧化铁，其主要成分的化学式为；
B.磁铁矿的主要成分是四氧化三铁，其主要成分的化学式为;
C.孔雀石的主要成分是碱式碳酸铜，其主要成分的化学式为;
D.铝土矿的主要成分是氧化铝，其主要成分的化学式为 。
故选B。
探究新知
任务二
常见的金属矿物
黄铜矿
CuFe
辉铜矿
S
孔雀石
C
铜矿的主要分类
探究新知
任务二
常见的金属矿物
铝土矿
Al
明矾石
K
铝矿的主要分类
探究新知
任务二
常见的金属矿物
我国古代利用金属单质的顺序是怎样的 为什么会这样 为什么又称作金属
铁矿石
铁
实 验 ②：碳酸钙与盐酸反应
例2、铁矿石主要有萎铁矿、黄铁矿、赤铁矿和磁铁矿等，从保护环境的角度分析，上述矿石不适宜用来冶炼铁的是( )
A.赤铁矿
B.磁铁矿
C.菱铁矿
D.黄铁矿
【答案】 D
【解析】黄铁矿的主要成分为Fe，其中含有硫元素，炼铁时会产生二氧化硫，二氧化硫是有毒气体，会对空气造成污染，故选D。
课堂典例
模块三 铁冶炼的化学原理
探究新知
任务三
铁冶炼的化学原理
铁4.75%
铁在自然界中分布很广，在地壳中含量居所有金属元素的第二位，仅次于铝，约占地壳总质量的 4.75%。
探究新知
任务三
铁冶炼的化学原理
我国铁矿石储量占世界储量的11%，辽宁鞍山、湖北大冶、四川攀枝花等地均有大型铁矿石产区。
探究新知
任务三
铁冶炼的化学原理
01
02
03
04
05
西汉初期
百钢法
先秦时期
块炼法
南北朝时期
灌钢法
西汉中期
炒钢法
明朝
苏钢法
探究新知
任务三
铁冶炼的化学原理
我国铁的冶炼最早可以追溯到殷商时期，到春秋战国时期已出现了较为成熟的炼铁技术。我国明代著作《天工开物》五金卷中记载了我国古代炼铁的相关方法：“凡铁一炉载土二千余斤，或用硬木柴，或用煤炭，或用木炭，南北各从利便。扇炉风箱必用四人、六人带拽。土化成铁之后，从炉腰孔流出。”
《天工开物》五金卷生铁、熟铁炼炉
探究新知
任务三
铁冶炼的化学原理
思考：实验室中怎样冶炼得到金属铁
探究新知
任务四
一氧化碳还原氧化铁的实验
实验：一氧化碳还原氧化铁的炼铁实验
探究新知
实验过程：在图中所示装置的硬质玻璃管中放入少量氧化铁粉末，先通入一氧化碳，排出装置内的空气后，再用酒精喷灯加热玻璃管中的氧化铁，当红棕色粉末变成黑色时停止加热。待玻璃管内物质冷却后，停止通入一氧化碳。
任务四
一氧化碳还原氧化铁的实验
探究新知
任务四
一氧化碳还原氧化铁的实验
请观看实验视频
探究新知
任务四
一氧化碳还原氧化铁的实验
实验现象 一段时间后，玻璃管内红色粉末变为黑色，澄清石灰水变浑浊，点燃尾气时产生淡蓝色火焰。
实验原理
+ 3CO 2Fe + 3C
实验结论 一氧化碳在高温下可以还原氧化铁，生成铁单质和二氧化碳气体。
高温
探究新知
任务四
一氧化碳还原氧化铁的实验
注意：
1.实验开始时要先通入CO，一段时间后再点燃酒精喷灯，目的是排尽装置内的空气，防止加热时发生爆炸。
2.实验结束，停止加热后，要继续通CO直至玻璃管冷却，同时防止石灰水发生倒吸现象。
3.若没有酒精喷灯也可用酒精灯代替，但需在火焰外加金属网罩，使火焰集中，提高温度。
4.不能把热的固体直接倒出来观察，生成的铁在高温时会重新被氧化。
探究新知
任务四
一氧化碳还原氧化铁的实验
交流讨论：
1. 上述一氧化碳与氧化铁反应的实验中，对实验操作顺序有哪些具体要求？说明理由。
顺序：装入药品，固定装置→点燃酒精灯→向玻璃管中通入一氧化碳→点燃酒精喷灯→反应完成后，熄灭酒精喷灯→硬质玻璃管冷却后，停止通入一氧化碳→熄灭酒精灯。
对顺序的要求：①实验开始时，要先通入CO一段时间后再点燃酒精喷灯，目的是排尽装置内的空气，防止加热时发生爆炸。
②实验结束，停止加热后，要继续通 CO 直至玻璃管冷却，或用弹簧夹夹紧玻璃管两端的胶皮管直至玻璃管冷却，才可以把固体倒到白纸上观察。不能把热的固体直接倒出来观察的原因是生成的铁在高温时会重新被氧化。
探究新知
任务四
一氧化碳还原氧化铁的实验
交流讨论：
2. 某钢铁公司用490万吨含氧化铁 60％的赤铁矿石炼铁，理论上冶炼得到的生铁中最多含铁多少万吨？
【解析】设所得到的生铁质量为x
+3CO 2Fe+3CO
160 112
490吨x60% x
=
解得x=205.8吨 答:所得到的生铁最多含铁205.8吨
高温
实 验 ②：碳酸钙与盐酸反应
例3、如图为一氧化碳还原氧化铁实验。下列说法中错误的是( ）
A.将尾气点燃或收集，可防止一氧化碳污染空气
B.实验进行一段时间后，玻璃管中出现的现象是红棕色粉末逐渐变黑
C.开始时应先预热玻璃管，后通入一氧化碳
D.澄清石灰水变浑浊，说明反应产物有二氧化碳生成
【答案】C【解析】A、一氧化碳有毒,直接排放到空气中会污染环境,将尾气点燃或收集,可防止一氧化碳污染空气,A选项正确。B、一氧化碳具有还原性，高温下能与氧化铁反应生成铁和二氧化碳，实验进行一段时间后，玻璃管中出现的现象是红棕色粉末逐渐变黑，B选项正确。C、开始时应先通入一氧化碳，后预热玻璃管，目的是排尽装置中的空气，防止加热时发生爆炸，C选项错误。D、石灰水的溶质氢氧化钙和二氧化碳反应产生碳酸钙沉淀和水，澄清石灰水变浑浊，说明反应产物有二氧化碳生成，D选项正确。故选C。
课堂典例
例4、如图为某同学设计的工业炼铁的模拟装置。下列说法不正确的是( ）
A.操作时，先点燃酒精喷灯，再通入一氧化碳
B.硬质玻璃管中的现象是红色粉末逐渐变黑
C.澄清石灰水变浑浊说明产生了C
D.该实验体现了CO的还原性和可燃性
课堂典例
课堂典例
【答案】A
【解析】】A、实验开始时，应该先通一段时间的一氧化碳，目的是将装置中的空气排出，防止一氧化碳和空气的混合气体高温发生爆炸，故A错误:
B、一氧化碳与氧化铁在高温的条件下反应生成铁和二氧化碳，氧化铁的颜色为红色，铁粉是黑色，因此实验中观察到玻璃管中红色粉末逐渐变黑，故B正确;
C、一氧化碳与氧化铁在高温的条件下反应生成铁和二氧化碳,因此实验中还可以观察到澄清石灰水变浑浊,故C正确;
D、硬质玻璃管内发生的反应的化学方程式为+3CO 2Fe+3C,在该反应中一氧化碳得氧生成氧化碳，发生的是氧化反应，体现一氧化碳的还原性，又由于一氧化碳是空气污染物，所以需要尾气处理在导管末端放置燃着的酒精灯，体现一氧化碳的可燃性，故D正确。故选A。
高温
模块四 工业炼铁
探究新知
任务五
工业炼铁
高炉是工业炼铁的主要设备。
探究新知
任务五
工业炼铁
把铁矿石跟焦炭、石灰石从上方加入高炉，从下方通入热空气，焦炭燃烧，生成的二氧化碳与焦炭在高温下反应生成一氧化碳气体，一氧化碳与氧化铁在高温下反应生成铁。通过高炉炼得的铁为生铁，仍含有少量杂质。
炼铁高炉的结构
探究新知
任务五
工业炼铁
炼铁时各物质的作用：
铁矿石 提供铁元素
焦 炭 产生还原剂CO，提供热量和炉温
石灰石 制造炉渣
空 气 提供氧气，提供炉温
探究新知
任务五
工业炼铁
生铁出口低于炉渣出口原因
熔化的生铁密度大于炉渣的密度。
生铁:含碳量2%-4.3%的铁的合金。
高炉废气:，C，CO等。
探究新知
任务五
工业炼铁
项目 实验室炼铁 工业炼铁
原料 、CO 铁矿石、焦炭、石灰石、空气
设备 硬质玻璃管 高炉
连续性 一次性 连续不间断
原理 +3CO 2Fe+3C +3CO 2Fe+3C
C+ C
C+C 2CO
高温
高温
高温
高温
实验室炼铁和工业炼铁的区别
探究新知
任务五
工业炼铁
拓展：许多金属（如锰、锌、铁、镍和铅等）的冶炼，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。有些金属（如钠、钾、镁和铝等）很难从其矿物中提取出来。为了制得这些金属，需要用电解的方法。通常把金属（如铁）跟氧结合生成金属氧化物（如氧化铁）的过程称为金属的氧化。金属氧化物跟焦炭、氢气或一氧化碳等物质反应，失去氧转化为金属的过程，称为金属氧化物的还原。
课堂总结
总 结：
例5、炼铁高炉中发生了下列反应，其中属于化合反应的是( )
①高温下一氧化碳将铁矿石还原为铁②高温煅烧石灰石③灼热的焦炭和二氧化碳反应
④焦炭充分燃烧
A.①和④ B.②和③
C.③和④ D.只有④
课堂典例
【答案】C
【解析】①高温下一氧化碳将铁矿石还原为铁，赤铁矿的主要成分是氧化铁，工业上用一氧化碳还原氧化铁炼铁，主要是利用CO的还原性，在高温下和氧化铁反应生成铁和二氧化碳，该反应的生成物是两种，不符合“多变一”的形式，不符合化合反应的特征，不属于化合反应。
②高温煅烧石灰石，碳酸钙高温分解生成氧化钙和二氧化碳，该反应符合“一变多”的形
课堂典例
式，符合分解反应的特征，属于分解反应。
③灼热的焦炭和二氧化碳反应，该反应符合“多变一”的形式，符合化合反应的特征，属于化合反应。
④焦炭充分燃烧，生成二氧化碳，该反应符合“多变一”的形式，符合化合反应的特征，属于化合反应。
故属于化合反应的是③和④。故答案为C。
例6、下列有关工业炼铁的叙述中不正确的是( )
A.炼铁用的设备是高炉
B.炼铁的原料是焦炭、石灰石、铁矿石
C.炼铁最终得到的生铁是混合物
D.炼铁所用的铁矿石中铁元素的质量分数:赤铁矿>磁铁矿
课堂典例
【答案】D
【解析】A.炼铁用的设备是高炉，故A正确;B.炼铁的原料是焦炭、石灰石、铁矿石，故B正确;C.炼铁最终得到的是生铁，生铁中除铁外，还含有其他物质，是混合物，故C正确;
D.炼铁所用的铁矿石赤铁矿()中铁元素的质量分数为=70%;磁铁矿()中铁元素的质量分数为=72.4%，故铁矿石中铁元素的质量分数:赤铁矿<磁铁矿，故D不正确。
模块五 练习与实践
1、铁矿石冶炼成铁是一个复杂的过程。
(1)高炉炼铁的原料是铁矿石、 、石灰石、空气。
(2)高炉炼铁得到生铁。生铁的硬度 纯铁的硬度;生铁的含碳量 钢的含碳量。(填“>”或“<”)
随堂检测
【答案】（1）焦炭（2）＞＞
【解析】(1)高炉炼铁的原料为铁矿石、石灰石、空气和焦炭。
(2)生铁为铁合金，其硬度比组成的纯金属的硬度大;生铁和钢均为铁合金，且生铁的含碳量大于钢。
2、下列说法不正确的是（ ）
A.赤铁矿的主要成分是
B.铝土矿的主要成分是
C.钢的性能优良，所以钢是纯净的铁
D.矿物的储量有限，而且不能再生
随堂检测
【答案】C
【解析】A、氧化铁又名铁红，化学式为是赤铁矿的主要成分，故A正确;
B、铝土矿的主要成分为氧化铝，氧化铝的化学式为，故B正确;
C、钢是铁的合金，不是纯净的铁，故C错误;
D、金属矿物的储量是有限的，而且不能再生，故D正确。
故选C。
3、利用如图所示实验装置进行CO还原氧化铁的实验，取3g氧化铁粉末进行实验，实验结束后称得装置中剩余固体质量为，下列说法正确的是( )
A、反应后剩余的固体全是铁
B、充分加热，A处固体由黑色变为红色
C、CO发生了还原反应
D、实验结束时，先停止通CO，再停止加热
随堂检测
随堂检测
【答案】A
【解析】】A、3g氧化铁中铁元素质量=3g××100%=2.1g，实验结束后称得装置剩余固体质量为，说明反应后剩余的固体全是铁，故A正确;
B、氧化铁与一氧化碳在高温条件下反应生成铁和二氧化碳，充分加热，A处固体由红棕色变为黑色，故B错误;
C、在反应中一氧化碳得到氧转化为二氧化碳，一氧化碳发生了氧化反应，故C错误；
D、实验结束时，为防止生成的铁在温度较高条件下被氧化，先停止tong，再停止通一氧化碳，故D错误。
故选D。
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