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课题: 专题3 从矿物到基础材料
第二单元 铁、铜的获取及应用
常熟市第八中学 彭 毅
第1课 时 从自然界获取铁和铜
一、教学目标:
1.了解自然界中铁、铜的存在形式及常见的冶炼方法。
2.掌握高炉炼铁、湿法炼铜的化学原理。
3.体会铁、铜的冶炼对人类文明的重要影响。
二、重点难点:
1.铁、铜的工业冶炼方法
2.金属冶炼的实质
三、课前准备:
学生: 预习教材P.69~71内容 ;从教辅资料,课外书刊,互联网上收集资料:1.铁、铜的发现及在
自然界中的存在;2.工业上冶铁、炼铜的方法;3. 铁、铜对人类文明影响
教师:准备好:1. 课堂实验所需器材和药品 2. 工业炼铁、炼铜的模型或图片或视频资料
四、教学过程:
[课的引入]:铁、铜是人类使用最早、应用最广泛的两种金属,它们在日常生活中的应用十分广泛,
今天就开始来学习“铁、铜的获取及应用”
[学生活动]: 1.由学生根据收集到的资料,阐述铁、铜的发现史及其应用:
[教师引导]: 为什么地球上只存在少量单质铜,而铁单质只存在于陨石中
[学生活动]: 思考、讨论上述问题
[学习反馈]: 铁、铜在地球上主要以化合态的矿物形式存在,铁比铜活泼
[学生活动]: 2.创设情景:由学生根据收集到的资料,阐述我国古代湿法炼铜的历史
[教师引导]: 能从氧化还原反应的角度理解古代湿法炼铜的原理吗
[学生活动]: 从氧化还原反应的角度来解释湿法炼铜的原理
[学习反馈]: 我国湿法制铜原理:Fe+Cu2+=Fe2++Cu
[创设情景]: 提供学生药品(铁丝、氯化铜溶液),模拟湿法炼铜
[教师引导]: 怎样进行实验,实验现象如何
[学生活动]: 3.设计实验,并进行实验,观察、记录现象
[学习反馈]: 实验现象:银白色的铁丝上附着了一层红色的铜
[创设情景]: 展示自然界存在的各种铁、铜矿石的实物或图影资料
[教师引导]: 大家能设计出从化合态铁、铜转化为游离态铁、铜的其他方法吗
[学生活动]: 4.通过教材了解炼铜、炼铁的方法和工艺。通过收集到的资料,小组交流讨论更多其他的炼铜、炼铁的方法。
[学习反馈]: 从铁、铜的化合物中提取铁、铜的其他可能途径:
2Al+Fe2O3====Al2O3+2Fe H2+CuO====Cu+H2O CO+CuO====Cu+CO2
[创设情景]: 播放视频:高炉炼铁
[教师引导]: 根据炼铁中化学反应的原理,思考并回答下列问题:
⑴ CO是怎样形成的 ⑵ 铁矿石是如何被还原的 ⑶ 石灰石的作用是什么
[学生活动]: 5.看视频,然后讨论回答上述问题
[学习反馈]: ⑴ CO的形成C+CO2====2CO ⑵铁矿石的还原: 3CO +Fe2O3====2Fe + 3CO2
⑶ 石灰石的作用:除去SiO2
[小结归纳]: ① 自然界铁单质只存在于陨石中,存在少量单质铜,主要以化合态的矿物形式存在,
铁比铜活泼 ② 高炉炼铁化学原理 3CO +Fe2O3====2Fe + 3CO2、湿法炼铜化学原理
Fe+Cu2+=Fe2++Cu ③ 炼铁中CO的形成C+CO2====2CO 石灰石的作用:除去SiO2
[典例讲解]: 例1. 古代的“药金”外观与金相似,常被误以为是金子,冶炼方法如下:将碳酸锌、
赤铜(Cu2O)、木炭按一定比例混合,加热到800℃充分反应后得金光闪闪的“药金”。
(1)、根据题目提供的信息推测“药金”的主要成分是: 铜和锌
(2)、写出有关冶炼的化学方程式:
[课堂作业]:《同步导学》P.95 1~4题
五、板书设计:
第二单元 铁、铜的获取及应用
§1 从自然界获取铁和铜
1、 铁、铜的存在和应用:
自然界铁单质只存在于陨石中,存在少量单质铜,主要以化合态的矿物形式存在
2、 炼铁、炼铜原理:
高炉炼铁化学原理 3CO +Fe2O3====2Fe + 3CO2
湿法炼铜化学原理 Fe + Cu2+=Fe2+ + Cu
炼铁中CO的形成 C+CO2====2CO
石灰石的作用:除去SiO2
第2课 时 铁、铜及其化合物的应用
一、教学目标:
1.掌握Fe2+、Fe3+的性质及相互转化。
2.学会用化学方法鉴别Fe2+与Fe3+。
3.系统掌握铁及其化合物的化学性质。
二、重点难点:
1. Fe2+、Fe3+的相互转化
2. 鉴别Fe2+与Fe3+
三、课前准备:
学生: 预习教材P.72~74内容;从教辅资料,课外书刊,互联网上收集铁、铜及其化合物的应用资料
教师:准备好课堂实验所需器材和药品
四、教学过程:
[课的引入]:上节课我们学习了铁、铜的存在,以及冶铁、炼铜的方法;今天我们来研究“铁、铜
及其化合物的应用”
[教师引导]: 铁、铜的应用是由它们的哪些物理性质决定的呢
[学生活动]: 1.由学生根据收集到的资料,阐述铁、铜的应用和其物理性质的关系:
[学生活动]: 思考、讨论上述问题
[学习反馈]: 铁的物理性质:银白色,能被磁铁吸引的金属,是热、电的良导体。
铜的物理性质:紫红色金属,是热、电的良导体。
[教师引导]: 分析铁分别与盐酸、氯气等反应的实验现象和产物,你有何发现
[学生活动]: 思考、讨论上述问题
[学习反馈]: 反应后的产物有+2、+3两种价态。
[教师引导]: 针对这一发现,你们能提出哪些问题
[学生活动]: 思考、讨论上述问题
[学习反馈]: 反应后的产物的价态与什么因素有关
不同价态的铁元素的性质有何不同
如何鉴别不同价态的铁元素
不同价态的铁元素之间是否可以相互转化
… …
[教师引导]: 请同学们从氧化还原反应的角度去思考:
①. 铁反应产物的化合价与什么因素有关
②. 如何实现不同价态的铁元素之间的相互转化
[学生活动]: 思考、讨论上述问题
[学习反馈]: ①.反应后的产物的价态与氧化剂的强弱有关
②.加入强氧化剂,可以将Fe2+转化为Fe3+
③.加入还原剂可以将Fe3+转化为Fe2+
… …
[教师引导]: 怎样设计实验来证实Fe2+和Fe3+之间的转化?
[创设情景]: 提供下列试剂:铁粉、0.1mol·L-1 FeCl3溶液、0.1mol·L-1 FeCl2溶液、KSCN溶液、
新制氯水、其它试剂和仪器
[信息提示]:Fe3+的检验:在含有Fe3+的溶液中加入硫氰化钾(KSCN)溶液,溶液变成血红色,而在含
有Fe2+的溶液中加入硫氰化钾溶液,溶液不变色。化学上常用硫氰化钾溶液检验溶液中
是否存在Fe3+ 。 Fe3+ + 3SCN-=Fe(SCN)3
[教师活动]: 引导学生提出设想、选择实验方案、进行实验探究,并做好实验和记录。
[学生活动]: 选择设计实验方案、进行实验探究,并做好实验和记录。
[教师活动]: 组织学生通过实验发现并总结出不同价态铁元素之间转化的条件。
[学生活动]: 对设计和实施的实验进行交流和相互评价。
[实验反馈]: 氧化剂能使Fe2+转化为Fe3+,而还原剂可以将Fe3+转化为Fe2+
[教师总结]: 铁和铜在一定条件下可以与某些非金属、酸和盐溶液等发生反应,铁、铜在反应中充当
还原剂。铜在反应中一般转化为+2价铜的化合物;铁与氧化性较弱的氧化剂(如盐酸、
硫酸铜溶液等)反应转化为+2价铁的化合物,而与氧化性较强的氧化剂(如氯气、溴、硝
酸等)反应转化为+3价铁的化合物。
[活动探究]: 用毛笔蘸取少量30%的FeCl3溶液,在铜片上画一个“+”,放置片刻后,用少量水将铜
片上的溶液冲到小烧杯中。
[学生活动]: 实施实验,观察、记录实验
[教师引导]: 为什么会出现这样的结果?
[学生活动]: 根据收集的资料或阅读教材等解释实验
[学习反馈]: 制作印刷电路板: 2Fe3+ + Cu == 2Fe2+ + Cu2+
[作业布置]: 请各举一例实现Fe、Fe2+、Fe3+之间的相互转化,写出化学方程式,并指出氧化剂和还
原剂。
[学生活动]: 完成作业,交流评述。
[小结归纳]: ① 铁的物理性质:银白色,能被磁铁吸引的金属,是热、电的良导体。
② 铁的化学性质:较活泼,与酸、非金属(Cl2、O2等)、部分盐溶液反应。
③ 铁的氧化物有FeO、Fe2O3、Fe304等。
④ 铁与氧化性较弱的氧化剂(如盐酸、硫酸铜溶液等)反应转化为+2价铁的化合物,而
与氧化性较强的氧化剂(如氯气、溴、硝酸等)反应转化为+3价铁的化合物。
⑤ Fe3+的检验:Fe3+ + 3SCN-=Fe(SCN)3(红色)
⑥ Fe的用途主要是颜料、油漆、净水剂、人体微量元素。
⑦ 铜的物理性质:紫红色金属,是热、电的良导体。
⑧ 铜的化学性质:较不活泼,能被C12、O2等强氧化剂氧化。铜在反应中一般转化为+2
价铜的化合物
⑨ 铜的主要用途:制铜芯线、铜盐(CuS04等)的杀菌消毒作用。
[典例讲解]:
[课后作业]:《同步导学》P.97 1~7题
五、板书设计:
§2 铁、铜及其化合物的应用
第3课 时 钢铁的腐蚀
一、教学目标:
1.了解金属腐蚀的利弊。了解钢铁电化学腐蚀和化学腐蚀的原理。
2.形成应用已有的化学知识进行钢铁防护的意识。
3.了解合理开发、利用自然资源的重要性,同时形成珍惜、保护自然资源的意识。
二、重点难点:
1. 钢铁腐蚀的化学原理
2. 防止钢铁腐蚀的方法和原理
三、课前准备:
学生: 预习教材P.75~77的内容;从教辅资料,课外书刊,互联网上收集钢铁腐蚀与防护的资料
教师:准备好钢铁腐蚀与防护的相关实物、模型、图像、视频资料
四、教学过程:
[课的引入]:创设情景:播放录像资料:钢铁腐蚀给人类的生产生活带来的危害
[学生活动]: 1.交流、讨论各位同学收集的其它典型的钢铁腐蚀的例子
[教师引导]: 情景转化:⑴. 同学们能从化学的角度解释钢铁腐蚀的本质吗
⑵. 你们能从生活中发现钢铁的腐蚀速率与哪些因素有关吗
[学生活动]: 2.由学生根据收集到的资料和日常生活中的观察与发现, 交流、讨论钢铁腐蚀的化学
本质和影响钢铁腐蚀速率的相关因素
[学习反馈]:
空气的湿度、环境的温度等因素影响钢铁腐蚀的速率。
[教师引导]: 影响钢铁腐蚀速率的其他因素还有哪些呢 影响钢铁腐蚀速率的主要因素是什么呢
[学生活动]: 思考、讨论上述问题
[创设情景]: 播放实验录像:铁的腐蚀
[学生活动]: 交流、总结实验现象
[教师引导]: ①. 试管内液面上升的原因可能是什么?
②. 钢铁发生腐蚀的要素有哪些
③. 推测钢铁腐蚀过程中参加反应的物质是什么
[学习反馈]: ①. 试管内液面上升的原因可能是:空气中的氧气减少了
②. 钢铁发生腐蚀的要素有:空气(中的氧气)、水(可能与酸碱度有关)
③. 钢铁腐蚀过程中参加反应的物质是:空气(中的氧气)、水、其它化学物质
[教师引导]: 引导阅读教材内容P.75~76,或整理资料,进一步了解钢铁发生电化学腐蚀的原理
[教师活动]: 讲解钢铁发生电化学腐蚀的原理
[学习反馈]:
[补充讲解]: 根据学生群体和课堂时间安排的不同可简可删
[教师引导]: 那么钢铁的腐蚀又如何去防护呢?
[学生活动]: 根据收集资料交流讨论
[教师活动]: 播放钢铁腐蚀的防护录像
[学习反馈]: 防止钢铁腐蚀的常用方法:①. 覆盖保护层;②. 加铬等改变钢铁的内部结构;
③. 表面镶嵌比铁活泼的金属(如锌等)
[讨论交流]: 合理开发、利用自然资源的重要性。
[学习反馈]:形成珍惜、保护自然资源的意识。
[小结归纳]:
[典例讲解]:
[课堂作业]:教材P.77~78 练习与实践: 1~5题
[课后作业]:《同步导学》P.98~100 例1~3; 同步巩固:1~4,6题
五、板书设计:
§3 钢 铁 的 腐 蚀
六、本单元练习:
12.
课题: 专题3 从矿物到基础材料
第二单元 铁、铜的获取及应用
六、本单元练习参考答案:
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