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1、第二節 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、生活和社會發展中的重要作用。
過程與方法：
1．學習從日常生活事物中發現和提出問題；
2．指導學生通過各種媒體和資料收集、整理和加工信息。
情感態度價值觀：
了解我國鋼鐵工業的發展；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：紅棕色的粉末變為黑色粉末，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為氣體或爐渣而除去
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
九年級化學第五章第二節鐵的冶煉 合金教案滬教版
