资源简介

从自然界获取铁和铜（教案）
龙泉一中 周伟超
一、教学目标
1、知识与技能：
了解铁和铜在自然界中的存在形式，体会铁、铜的冶炼对人类文明的影响。
2、过程与方法：
通过分组讨论、交流对比理论上和实际上铁和铜的冶炼方法，培养学生分析实际问题的能力。
3、情感态度与价值观：
通过发言、介绍铁和铜的使用情况，培养学生自主创新精神和理论联系实际的思想。
二、教学重点：铁的冶炼。
三、教学难点：铜的冶炼。
4、 教学过程
【提问式导入】
同学们有没有听说过流星雨？有没有同学看到过流星雨？就在前段时间，11月18日凌晨，狮子座流星雨光临地球。（多媒体放映流星雨图片）很多充满幻想的年轻人认为看到流星雨时许下愿望，这个愿望就能实现。
同学们有没有想过流星雨到底是什么物质？
其实流星雨就是陨石，有些陨石中含有铁，又叫陨铁。由于跟大气层摩擦燃烧产生光，所以我们能看到。大多数的流星雨在落到地面之前已经燃烧完，只有极少数能落到地面。（多媒体放映陨铁图片）这些都是含有铁的陨石。铁对于大家来说就很熟悉了，那么你知道铁有哪些用途呢？另一种金属铜跟铁一样有着广泛的用途。
【引入新课】今天我们就一起走进铁和铜的世界。同学们学过历史，知道我国从什么时候开始炼铁和炼铜吗？商代开始炼铜，春秋时期开始炼铁。但是从考古中发现，人们在掌握炼铁和炼铜技术之前就已经在使用铁器和铜器了，那这些铁和铜是从哪里来呢？这些铁来自于陨铁，而铜来自于自然界存在的少量铜单质。自然界中的铁和铜主要都以化合态存在，铁主要以磁铁矿（主要成分Fe3O4）和赤铁矿（主要成分Fe2O3）形式存在；铜主要存在于黄铜矿（主要成分CuFeS2）和孔雀石（主要成分CuCO3·Cu（OH）2）形式存在。
（展示各种矿石的标本，学生传看）
【提问】我们知道的铁的化合物和铜的化合物还有那些？
要从这些化合物提取出单质的铁和铜，有哪些方法？
【学生讨论】利用我们所学知识分组讨论，将有关化学方程式填入书本P72表格中。
【结果反馈】（抽取2~3组同学代表对讨论结果进行反馈、交流）
【提问】在这么多种方法中，什么方法最适合工业上制取铁和铜呢？我们先来讨论铁的冶炼，看书本P72中间两段话，
【提问】工业炼铁需要哪些原料？在什么设备中进行？
【学生】原料有铁矿石、焦炭、空气、石灰石。在炼铁高炉中进行。
【提问】这些原料在炼铁高炉中发生了哪些化学反应？
【学生】焦炭与氧气反应产生了二氧化碳，二氧化碳再与焦炭作用产生一氧化碳，一氧化碳在高温下与氧化铁反应生成铁单质。石灰石高温下分解生成氧化钙，氧化钙与铁矿石中的二氧化硅反应生成炉渣。
【分析】下面我们通过一个视频进一步了解高炉炼铁的过程。（多媒体放映炼铁高炉的炼铁过程和原理）完成书本中P73交流与讨论中的三个问题，用化学方程式回答。（板书）在炼铁高炉发生这么多化学反应后就得到了铁单质。但是这样得到的铁中含有2%~4.5%的碳，叫生铁，需要进一步炼制才能得到平时常见的钢铁，含碳量很低，在0.03%~2%
【分析】知道了铁的冶炼，下面我们来学习铜的冶炼，铜的冶炼有多种方法，古代人们常用湿法冶铜，将单质铁放入硫酸铜溶液中置换出铜单质。根据现在我们所学的知识，就是根据金属活动性顺序，可以利用活泼金属置换出相对不活泼金属。
【模拟实验】取一只装有半杯硫酸铜溶液的烧杯，放入螺旋状铁丝。
【学生观察分析】铁丝上覆盖一层红色的固体。铜单质被铁置换出来附在铁丝上。
【分析】工业上通常不用湿法冶铜，因为湿法炼铜需要铁。工业上常用高温冶炼黄铜矿的方法。得到的粗铜也含有很多杂质，如：金、银、铁、锌等。粗铜再经过电解精炼就能达到含铜量达99.95%~99.98%的铜，这种高纯度的铜可用在电气工业。
【分析】现在科学家发现了另外一种炼铜方法，生物炼铜，看书本资料卡，生物炼铜有哪些优点。
【学生】污染小，条件简单，含量低的铜矿也可以被利用。
但是生物炼铜也有其缺点，就是反应周期很长。随着科学技术的发展，相信有更多更好的炼铁和炼铜方法将应用于工业生产。
【课堂小结】今天我们学习的主要内容就是铁和铜的冶炼，重点是铁的冶炼原理。
【课堂巩固练习】
板书设计
主板书
第二单元 铁铜的获取及应用
从自然界获取铁和铜
1、铁和铜在自然界的存在形式：
主要以化合态形式存在
陨铁：游离态
铁的存在
磁铁矿（Fe3O4）、赤铁矿（Fe2O3）:化合态
单质铜：游离态
铜的存在
黄铜矿（CuFeS2）、孔雀石（CuCO3·Cu（OH）2）：化合态
2、工业炼铁
（1）原料：铁矿石、焦炭、石灰石、空气等
（2）设备：炼铁高炉
（3）冶炼原理：Fe2O3+3CO===2Fe+3CO2
3、铜的冶炼
（1）古老的冶炼技术
①火烧孔雀石
②湿法炼铜
Fe+CuSO4===FeSO4+Cu
（2）新型冶炼技术
①高温冶炼黄铜矿
②生物炼铜
副板书
产生还原剂：C+O2===CO2
CO2+ C=== 2CO
造渣（除脉石）：CaCO3===CaO+ CO2↑
CaO +SiO2===CaSiO3
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