两河中学化学教案 任弟尧
第5章 金属与矿物
第一节 金属与金属矿物
一、教学目标：
（一）知识与技能：
1．了解金属的物理特征，能区分常见的金属和非金属；
2．知道常见的金属与氧气、酸溶液的反应；
3．知道一些常见金属矿物（铁矿、铝矿等）的主要化学成分。
（二）过程与方法：
1．通过对金属性质的实验探究，学习利用实验认识物质的性质和变化的方法；
2．初步形成物质的性质决定物质用途的观念。
（三）情感态度价值观：
了解金属矿物资源的价值，认识合理开发与利用的重要性。
二、教学内容
1．金属的物理性质（金属光泽、金属的导电性和导热性、金属的延展性、金属的密度、金属的硬度、金属的熔点）；
2．金属的性质与用途的关系，识记常见金属的用途；
3．常见金属的化学性质（与氧气、水、酸以及某些盐溶液）
4．置换反应：一种单质和一种化合物作用生成另一种单质和另一种化合物的反应。
5．实验室制取氢气的原理、步骤和注意事项
6．常见的金属矿物的主要成份
三、教学重点和难点：
教学重点：金属的化学性质与用途
教学难点：①铁的化学性质实验探究方案的设计；
②通过和已有化学知识的联系、比较、理解并得出结论“铁的化学性质比较活泼”。
四、探究内容：
1．金属的物理性质与用途
2．金属的化学性质
五、教学过程：
［引入］： 同学们，这节课我们来认识金属。你知道那些方面用到金属？
［学生活动］： 发言交流。
［阅读］课本113页并完成表5－1。
［教师提问］： 金属的用途是由金属的性质决定的，你猜想金属会有那些性质呢？
［师生互动］： 发言交流。 教师记录
［板书］：一、金属的物理性质
［学生活动］：完成114页交流与活动并填写表5－2
［师生互动］：完成课本114页联想与启示
［小结］：1．金属光泽
2．金属的导电性和导热性：
3．金属的延展性：
4．金属的密度：
5．金属的硬度：
6．金属的熔点：
［板书］：二．常见金属的化学性质
［学生活动］：完成115页观察与思考并实验探究
［学生实验探究一］：1．金属与氧气反应
大多数金属在一定条件下，都能与氧气发生反应，生成对应的金属氧化物，也有少数金属很难与氧气发生化合反应。如：“真金不怕火炼”，就是指黄金很难与氧气反应。
（1）金属镁与氧气发生反应
实验现象：在空气中点燃镁带后，镁带剧烈燃烧，发出耀眼白光，放出白烟，生成一种白色固体。
化学方程式：2Mg+O2 2MgO
（2）金属铁与氧气发生反应
反应现象：金属铁在空气中是不能被点燃的，在纯氧中，被引燃后能够剧烈燃烧，火星四射，铁丝熔成小球，生成一种黑色的固体。
化学方程式：3Fe+2O2 Fe3O4
注意事项：
①反应前在集气瓶中留有少量的水或沙，以防高温生成物溅落瓶底，使瓶底破裂。
②将铁丝绕成螺旋状，有利于聚热，同时增大与氧气的接触面
③在铁丝的一端绑上一段火柴，目的是为了预热铁丝，有利于铁丝达到着火点
（3）金属铝与氧气发生反应
反应现象：在空气中，铝条不能被点燃，在酒精灯上加热后，失去金属光泽；若改成铝箔在氧气中，则能被点燃。
化学方程式：4Al+3O2?2Al2O3
注意事项：铝表面容易与空气中的氧气发生化学反应，生成一种结构致密的氧化物，形成保护膜。因此，我们在做铝条性质实验之前，务必要将其保护膜打磨去除。
（4）金属铜与氧气发生反应
反应现象：铜不能在空气中或氧气中点燃，在酒精灯上加热后，在红色的铜表面形成一层黑色的物质。
化学方程式：2Cu +O2?2CuO
［教师介绍］：2．金属与水发生反应
大部分的金属不能与水发生反应，但少量金属能与水发生反应，如Na、K、Mg、Fe等。
①在冷水中，金属钠、钾等能与水发生化学反应，如：2Na+2H2O==2NaOH+H2↑
②在热水中，金属镁等能与水发生化学反应，如：Mg+2H2O==Mg(OH)2+H2↑
③在高温条件下，金属铁等能与水蒸气发生化学反应，如：3Fe+4H2O==Fe3O4+4H2
［学生实验探究二］：3．金属与酸发生反应
（1）铁与稀硫酸反应
实验现象：铁丝表面出现气泡，铁丝逐渐溶解，一段时间后，无色溶液变成浅绿色溶液。
Fe+2HCl==FeCl2+H2↑
（2）铝跟稀硫酸反应
实验现象：铝丝表面出现大量的气泡，铝丝逐渐溶解
2Al+3H2SO4 = Al2(SO4)3+3H2↑
（3）铜与稀硫酸反应
铜加入稀硫酸后无现象，这说明铜不与稀硫酸反应
（4）锌与稀硫酸反应→实验室制取氢气的方法
学生：完成课本116页实验探究1
①．反应原料：锌粒，稀硫酸或稀盐酸；
②．反应方程式：Zn+H2SO4 = ZnSO4+H2↑
③．反应物状态：锌粒为银白色固体，稀硫酸或稀盐酸为无色溶液
④．反应条件：常温下
⑤．反应装置：如右图
⑥．收集方法：向上排空气法或排水法
⑦．实验步骤
a.按照要求安装装置
b.检查气密性
c.装药品：先装固体，后装液体
d.开始反应，并收集一小试管氢气，进行验纯（任何可燃性气体，在做性质实验之前务必进行验纯）
e.收集气体，盖上玻璃片倒放在实验桌上。
（5）置换反应：一种单质和一种化合物作用生成另一种单质和另一种化合物的反应。
4．铁与硫酸铜盐溶液发生反应
实验现象：在铁丝表面出现红色物质，一段时间后，溶液由蓝色转变为浅绿色。
Fe+ CuSO4 = FeSO4+Cu
主要用途：古代湿法炼铜的原理“曾青得铁则化为铜”，现代湿法镀铜
［板书］三．常见的金属矿物
学生：完成课本117页交流与讨论
1．金属矿物存在的形式：
自然界少数不活泼的金属以游离态（单质）存在，如金、铂等；大多数金属都是以化合态（化合物）存在。
2．常见的金属矿物
铁矿石：赤铁矿（Fe2O3），磁铁矿（Fe3O4），菱铁矿（FeCO3），黄铁矿（FeS2）；
铜矿石：赤铜矿（Cu2O），孔雀石[Cu2(OH)2CO3]，斑铜矿（Cu5FeS4）；
铝矿石：铝土矿（Al2O3），水铝石（Al2O3·H2O）明矾（KAlSO4·12H2O），
六、归纳与整理：对本节知识进行简要的归纳
七、作业布置：本节练习与实践
八、板书设计：
第一节 金属与金属矿物
一、金属的物理性质
二．常见金属的化学性质
1．金属与氧气反应
（1）金属镁与氧气发生反应
实验现象：
2Mg+O2 2MgO
（2）金属铁与氧气发生反应
反应现象：
3Fe+2O2 Fe3O4
（3）金属铝与氧气发生反应
反应现象：
4Al+3O2 ?2Al2O3
（4）金属铜与氧气发生反应
反应现象：
2Cu +O2?2CuO
2．金属与水发生反应
3．金属与酸发生反应
（1）铁与稀硫酸反应
实验现象：
Fe+2HCl=FeCl2+H2↑
（2）铝跟稀硫酸反应
实验现象：
2Al+3H2SO4=Al2(SO4)3+3H2↑
（3）铜与稀硫酸反应
（4）锌与稀硫酸反应→实验室制取氢气的方法
①．反应原料：锌粒，稀硫酸或稀盐酸；
②．反应方程式：Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑
③．反应物状态：锌粒为银白色固体，稀硫酸或稀盐酸为无色溶液
④．反应条件：常温下
⑤．反应装置：如右图
⑥．收集方法：向上排空气法或排水法
⑦．实验步骤
a.按照要求安装装置
b.检查气密性
c.装药品：先装固体，后装液体
d.开始反应，并收集一小试管氢气，进行验纯（任何可燃性气体，在做性质实验之前务必进行验纯）
e.收集气体，盖上玻璃片倒放在实验桌上。
（5）置换反应：一种单质和一种化合物作用生成另一种单质和另一种化合物的反应。
4．铁与硫酸铜盐溶液发生反应
实验现象：
Fe+ CuSO4=FeSO4+Cu
三．常见的金属矿物
1． 金属矿物存在的形式：
2．常见的金属矿物
九、课堂自我评价
一、选择题
1、下列生活用品中，由金属材料制成的是 （ ）
A、 塑料袋 B、玻璃杯 C、铁锅 D、瓷碗
2、人类利用金属铁、铝、铜，从年代上看先后的时间顺序是 （ ）
A、铜、铁、铝 B、铁、铝、铜
C、铝、铜、铁 D、铁、铜、铝
3、盛放油罐车内的石油产品，震荡时可以产生静电而引起火灾，所以油罐车尾部有一条拖地的铁链，这里利用铁的 （ ）
A、延展性 B、导电性 C、硬度小 D、熔点高
4、置换反应指的是 （ ）
A、 一种单质和一种化合物作用生成另一种单质和另一种化合物的反应
A、 有单质和化合物生成的反应
A、 有金属和非金属生成的反应
A、 有单质和化合物参加的反应
5、常见金属铁、铜、铝，在通常的情况下具有相同的是 （ ）
A、硬度 B、光泽 C、导电能力 D、状态
6、收藏家收藏清末铝制品，至今保存十分完好，该艺术品不易锈蚀的主要原因是 （ ）
A、铝不易发生化学反应 B、铝不易发生化学反应
C、铝易氧化，其表面的氧化膜具有保护内部作用 D、铝很难与酸发生反应
7、室温下，等质量的镁片和铝片分别与足量的稀硫酸反应，产生氢气的质量(m)与时间(t)的关系图正确的是 （ ）
A、 B、 C、 D、
8、有a、b两块等质量的铁，先将a浸入稀硫酸中，同时将b浸入硫酸铜溶液中，过一会儿，同时取出晾干，两块铁的质量是（ ）
A、ab C、a=b D、a≥b
二、填空题
1、铁可以制成烧菜的铁锅是因为铁具有 性；铁又可以拉成细铁丝或打成铁片，是因为它具有 性。
2、铁能在 中（填“空气”或“纯氧”）燃烧，生成 色的 。
3、在下列空格上，填上一种相应的金属名称：
日常生活中，用于铁栏杆外层涂料的“银粉”是__________的粉末；家用热水瓶内胆上的银白色金属是________；体温计中填充的金属是_______；包装糖果、香烟的银白色金属材料是_________。
4、导电性最好的金属是 。
5、铝片放入稀硫酸中，看到 ，反应后溶液质量 ，
（填“增大” 或“减小” 或“不变” ），反应的化学方程式 ，
该反应属于 反应。（填化学反应类型）
三、计算题
把10g铁粉与铜粉的混合物放到盛有足量稀硫酸的烧杯中，充分反应后，烧杯中物质的总质量比反应前金属混合物与稀硫酸的总质量减少了0.1g，求混合物中铁的质量分数。
课后记：
t
Mg
m
Al
m
Mg
t
Al
Al
m
t
Mg
t
Mg
m
Al
点燃
点燃
点燃
点燃
PAGE
１
第五章第一节金属与金属矿物 第 页两河中学化学教案 任弟尧
第三节 金属的防护和回收
一、教学目标
（一）知识与技能
1．了解防止金属锈蚀的简单方法；
2．知道废弃金属对环境的污染，认识回收金属的重要性。
（二）过程和方法
过程：
复习工业炼铁和钢的原理→探究铁生锈的原因→防止铁生锈的办法→废金属的回收利用
方法：
实验探究法、问题探究法
（三）情感态度与价值观
认识处理废金属，回收金属的价值，提高资源意识和环保意识。
二、教学重点及难点
重点：铁生锈的原因及防止铁生锈的办法。
难点：铁生锈的原因。
三、教学过程
[复习]：上节课我们学习了工业炼铁和炼钢的原理，请同学们回忆一下有关的知识。
[回答]：学生回答
[习题评讲]教材第124页作业。
[过渡]：讲述钢铁的用途，然后发问：面临钢铁的最大问题是什么呢？
[回答]：学生齐生回答是钢铁的腐蚀。
［板书］：一、钢铁的锈蚀及其防护
[引入]：本节课研究的主要内容就是铁生锈的原因和防治方法。首先，大家请拿出小组在一周前准备的“铁生锈”实验。
[实验]：分别把铁钉放入干燥空气的试管、装有水的试管、装有上层有煤油的水的试管、装有食盐水的试管中，一周后，观察发生生锈的情况。
[展示]：实验结果：试管④⑤没有生锈，而试管②③中铁钉生锈的速度明显快于试管①。展示铁生锈的图片
[交流]：学生结合自己的实验和图片，交流铁生锈的原因。
[交流]：学生交流并回答。
a、铁钉生锈与水有关，因为放在潮湿空气中的铁易生锈，但放在干燥空气中的铁不易生锈。
b、铁钉生锈与氧气有关，有一半浸没在水中和食盐水中的铁钉，生锈严重的都是空气、水的界处。
c、在干燥的空气中也有氧气，但它不易生锈。所以，我认为铁生锈应该与水、氧气同时存在有关。
d、通过比较水中和食盐水中铁钉的生锈情况，我认为铁钉生锈还与水的性质有关，如果在水中加入食盐，则可能会加速铁的生锈速度。
[讲述]：同学们回答得很好，观察非常仔细。那么根据上述现象，请同学们思考铁生锈与哪些因素有关？
［板书］：1、铁生锈的条件是
（1）：在水、氧气同时存在的环境中（即潮湿的空气中）；
（2）、酸与氯化钠等物质的存在能使铁在潮湿的空气中生锈速度加快。
[问题]：a.铁锈的颜色是？其主要成分是？它是纯净物吗？
b.氧化铁能像铝壶表面的氧化铝膜一样阻止铁继续生锈吗？
[回答]：学生交流并回答。
［板书］：2．有关铁锈的问题
（1）主要成份：铁锈是混合物，主要成分是Fe2O3
（2）颜色状态：棕红色固体，或者称红色固体。
（3）结构特点：疏松多孔。正是这种结构使空气中的氧气和水分等穿过空隙，不断向里渗透，继续与铁反应，直至铁完全被锈蚀形成铁锈。
（4）注意事项：铁与氧气在纯氧气中，能被点燃，发生剧烈氧化反应，生成四氧化三铁；而铁与氧气在潮湿的空气中，能发生缓慢氧化，生成二氧化二铁。因此，由此可以看出，相同的反应物在不同的反应条件下，反应现象可能会有所不同，生成物也会有所不同。
[问题]：前面在讲述灭火的原理就是要阻止可燃物满足燃烧的三个条件。那么，如果要防止铁生锈，则原理是什么呢？
[回答]：学生回答是要阻止铁同时与氧气、水接触。
[讲述]：那么，同学们想想日常生活中，我们是如何来防止铁生锈的呢？
［探究实验］：菜刀锈蚀与防锈的探究
［实验结果］：在正常情况下，菜刀表面的锈蚀程度是涂食油处<干布擦干处<湿棉球润湿处
[回答]：学生交流后回答。
a、在铁表面镀上一层搪瓷，目的是为了不与氧气或水接触。
b、在油轮的表面经常要涂油漆，目的是为了阻止铁和水接触，防止生锈。
c、家用的菜刀，用完后通常要擦干或在刀表面涂一层油，目的是为了防止刀与水和氧气接触。
[板书]：3．钢铁防锈的原理与常用的防锈方法
(1)．防止钢铁生锈的原理：根据铁生锈的条件，防锈时要注意
①注意铁制品表面洁净干燥；
②避免与氧气接触。
(2)．常用的防锈方法：在钢铁表面覆盖一层保护膜的方法。
① 用完铁制品后及时擦洗干净，置于干燥的环境，保持表面的洁净、干燥。
② 在铁制品表面涂一层油，如机械零件等。
③ 在铁制品表面涂上一层油漆，如家用电器、自行车车架、钢窗等。
④ 在铁制品表面进行烤蓝、煮黑等处理（在其表面形成一层致密的四氧化三铁薄膜）， 如锯条、链条等。
⑤ 在铁制品表面镀上一层其他金属，如镀锌、锡、铬等，如自行车车把，钢圈等。
⑥ 改变铁制品的内部结构，将其制成不锈钢。
[讲述]：一旦发现金属生锈了，该如何处理呢？
A方案：把铁锈留在铁的表面利用铁锈作为保护膜；
B方案：尽快去掉铁锈，涂上其他保护膜。
哪种方案是科学的呢？
[讨论]：学生讨论并回答
[设问]：如何去掉表面铁锈呢？
[讲述]：在学生回答的基础上讲述：铁锈和酸的反应。
[讲述]：万一铁制品的锈蚀程度太深，已经不能使用，也不能乱扔。要对废金属进行回收利用，原因是废金属会对人类的环境造成极大的污染。
[展示]：废金属的回收利用。
[指导阅读]：书本第128页内容。
［板书］：二．废金属的回收与利用
1．废金属废置不用的危害：
（1）资源的极大浪费；（2）污染环境（燃料燃烧形成空气污染，金属废弃形成镉、汞等引起的土壤污染）。
2．回收利用废金属，可以节约大量的煤和铁矿石，又能减少污染空气的悬浮颗粒物
［总结］
四、作业布置：书本第129页习题。
五、板书设计：
第三节 金属的防护和回收
一、钢铁的锈蚀及其防护
1、铁生锈的条件是
（1）、在水、氧气同时存在的环境中（即潮湿的空气中）；
（2）、酸与氯化钠等物质的存在能使铁在潮湿的空气中生锈速度加快。
2．有关铁锈的问题
（1）主要成份：铁锈是混合物，主要成分是Fe2O3
（2）颜色状态：棕红色固体，或者称红色固体。
（3）结构特点：疏松多孔。正是这种结构使空气中的氧气和水分等穿过空隙，不断向里渗透，继续与铁反应，直至铁完全被锈蚀形成铁锈。
（4）注意事项：铁与氧气在纯氧气中，能被点燃，发生剧烈氧化反应，生成四氧化三铁；而铁与氧气在潮湿的空气中，能发生缓慢氧化，生成二氧化二铁。因此，由此可以看出，相同的反应物在不同的反应条件下，反应现象可能会有所不同，生成物也会有所不同。
3．钢铁防锈的原理与常用的防锈方法
(1)、防止钢铁生锈的原理：根据铁生锈的条件，防锈时要注意
①注意铁制品表面洁净干燥；
②避免与氧气接触。
(2)．常用的防锈方法：在钢铁表面覆盖一层保护膜的方法。
① 用完铁制品后及时擦洗干净，置于干燥的环境，保持表面的洁净、干燥。
② 在铁制品表面涂一层油，如机械零件等。
③ 在铁制品表面涂上一层油漆，如家用电器、自行车车架、钢窗等。
④ 在铁制品表面进行烤蓝、煮黑等处理（在其表面形成一层致密的四氧化三铁薄膜）， 如锯条、链条等。
⑤ 在铁制品表面镀上一层其他金属，如镀锌、锡、铬等，如自行车车把，钢圈等。
⑥ 改变铁制品的内部结构，将其制成不锈钢。
二．废金属的回收与利用
1． 废金属废置不用的危害：
（1）资源的极大浪费；
（2）污染环境（燃料燃烧形成空气污染，金属废弃形成镉、汞等引起的土壤污染）。
2．回收利用废金属，可以节约大量的煤和铁矿石，又能减少污染空气的悬浮颗粒物
六、评价与反思
一、选择题
1、在自然界中能以单质形式存在的是 （ ）
A、Fe B、Al C、Na D、Au
2、下列说法中，正确的是（ ）
A、水中铁易生锈是因为铁易与水反应
B、炼铁是将铁矿石中的铁置换出来的过程
C、铁的性质比较活泼，常温下，在干燥的空气中很容易与氧气发生反应
D、炼钢是将生铁中所含过量的碳和其他杂质转变为气体或炉渣而除去的过程
3、在车、船表面刷漆的目的是 （ ）
A、增大硬度，防止撞坏 B、防止生锈且美观
C、增大厚度，防止磨损 D、改变铁的颜色
4、在下列各种情况下，埋在地下的铸铁输气管道被腐蚀速度最慢的是（ ）
A、在潮湿、疏松、透气的土壤中 B、在呈酸性的潮湿土壤中
C、在干燥、致密、不透气的土壤中 D、在含沙粒较多、潮湿透气的土壤中
5、“垃圾是放错了位置的资源”，应该分类回收。生活中废弃的铁锅、铝质易拉罐、铜导线等可以归为一类加以回收，它们属于 （ ）
A、纯净物 B、单质 C、金属或合金 D、氧化物
6、下列说法中正确的是（ ）
A、纯铁有较大的硬度 B、铁粉是银白色的
C、铁生锈，铜生成铜绿都是缓慢氧化
D、生铁和钢都属于合金，且生铁的含碳量比钢低
二、填空题
1、铁是一种化学性质 的金属，铁生锈实际上是铁和 、 等物质相互作用，发生一系列复杂的化学反应。铁锈的主要成分是 。
2、面盆、痰盂等制品表面烧一层搪瓷，目的是 。
3、铝在空气中容易自我保护，表面形成一层致密的氧化膜。写出有关化学方程式：
。
4、随意丢弃的废金属不但造成 ，还会造成 、 等有毒金属对 。所以解决上述问题的方法之一就是 和 废金属。
5、铜在空气中与氧气、二氧化碳、水等物质发生复杂的化学反应，会生成绿色的碱式碳酸铜[Cu2（OH）2CO3]，这个反应的化学方程式是 。
三、计算题
有一生锈的铁钉7g，放入足量的稀盐酸中充分反应，共得到氢气0.2g。
求（1）铁钉中铁锈的质量分数？
（2）铁钉未生锈前的质量。
课后记：
PAGE
４
第五章第三节金属的防护与回收 第 页两河中学化学教案 任弟尧
第二节 铁的冶炼 合金
一、教学目标：
（一）知识与技能
1、了解从铁矿石中将铁还原出来的方法；
2、知道生铁和钢等重要的合金，认识加入其他元素可以改善金属特性的重要作用；
3、认识金属材料在生产生活和社会发展中的重要作用。
（二）过程与方法：
1、通过对工业上铁的冶炼原理的探讨与研究，培养学生运用知识于实际生活的能力；
2、提高学生分析和解决实际问题的能力及创新思维能力。
（三）情感态度与价值观：
1、通过对钢铁、青铜等合金知识的介绍，培养学生的爱国主义情感；
2、通过对冶铁原理的分析，培养学生安全操作意识和良好的环保意识。
二、教学重点与难点
（一）教学重点：生铁的冶炼；铁的两种合金；含杂质物质的化学方程式的计算。
（二）教学难点：1．含杂质物质的化学方程式的计算；
2．“一氧化碳与氧化铁反应”的演示实验。
三、探究学习：
1．一氧化碳与氧化铁反应的注意事项
2．生铁和钢的比较
四、教学设计思路：
五、教学过程：
［提问］
1、地壳中铁的含量在金属中居于第几位？自然界中铁元素以何种形式存在？
2、你知道的铁矿石有哪些？我国的铁矿主要分布在哪些地区？
3、就你所知的历史知识，你知道我国劳动人民早在什么时期就发明了炼铁和使用铁器了？
4、人类冶炼最多、在生产生活中应用最广泛的金属是什么？
引导学生从地壳中铁的含量，自然界中铁元素的存在形式，我国铁矿的类型及基地分布情况等方面进行讨论。
既然铁在日常生活和国民生产中的地位如此重要，那么，我们有必要了解和掌握以铁矿石为原料冶炼出铁的反应原理及过程。
［板书］：一、铁的冶炼
［教师引导］：
今天我们以主要成分为Fe2O3的赤铁矿为例，来学习研究如何实现铁的冶炼。对比Fe2O3与Fe 组成上的区别，请大胆假设，如何实现从Fe2O3到Fe的转变。
Fe2O3与Fe的组成上均含有Fe元素，不同之处在于Fe少了O元素，要使Fe2O3转变为Fe，可从下列方面入手：
（1）可在一定条件下，使Fe2O3直接失氧，转变为铁；
（2）可加入某类物质，让其与Fe2O3中的O元素结合，主动夺取Fe2O3中的“O”元素，使Fe2O3转变为金属Fe。
［评析］：
（1）对于活动性比较活泼的金属（如Na、K 、Mg 、Al等）很难从其矿物中提取出来，为了得到它们，可采用电解的方式直接将它们分解，引读P120“拓宽视野” 。金属Fe的活动性不是很强，一般不采用这种方式。
（2）冶炼金属铁，可选择加入其他易得氧的物质与Fe2O3反应，以夺氧的方式还原Fe2O3。
［引导］：我们以前所学过和接触的物质中，哪些可以和“O”结合，形成新的物质？
Mg、H2、C、CO、P、Cu等物质可实现以上变化。
MgMgO H2H2O CCO2
PP2O5 CuCuO COCO2
［引导］：从理论上讲,这些物质都可以实现所需转变,但从经济效益、环境保护、人体健康及安全角度出发，我们一般选择C或CO。现以CO为例，探讨铁的冶炼过程。
［演示实验］：一氧化碳与氧化铁的反应
［阅读］P119 “观察与思考”中CO与Fe2O3的反应——工业炼铁的反应原理。并思考下列问题：
（1） 实验中为什么要先通一段时间CO，再加热Fe2O3？
（1） 澄清石灰水的作用是什么？实验中会出现什么现象？
（1） 点燃从尖嘴管口排出气体的目的是什么？
（1） 实验结束前应如何操作，才能保证得到较纯净的铁粉？
（1） 如何验证实验中产生了铁？
［引导］：书写CO和Fe2O3反应的化学方程式。Fe2O3 + 3CO?Fe + 3CO2
［引导学生阅读］ P120文字及展示炼铁高炉的模型。（展示实物模型及光盘上关于高炉炼铁的演示过程）
［归纳］：工业上炼铁
设备：高炉
原料：铁矿石、焦炭、石灰石
主要反应：（1）焦炭燃烧产生热量并生成还原剂
C+O2CO2；CO2+C?2CO
（2）氧化铁被CO还原成铁
Fe2O3+3CO?2Fe+3CO2
（3）SiO2与CaCO3分解产生的CaO反应生成硅酸钙
CaCO3?CaO+CO2↑；CaO+SiO2==CaSiO3 （炉渣——可用于制水泥）
尾气主要成分：CO和CO2 （需经处理后再排放）
［板书］：二、生铁和钢
［引导］：生铁和钢均为铁的合金。它们在生产生活中有着广泛的用途。钢铁的生产和使用是人类文明和社会进步的一个重要标志。
［阅读］：P120-121 归纳：生铁：含碳量在2﹪—4.3﹪之间的铁的合金
钢：含碳量在0.03﹪—2﹪之间的铁的合金
从生铁炼成钢的实质为：降碳、除硫磷、调硅锰
［学生交流与讨论］：P121交流与讨论
［板书］：三、合金
［引导］：作为“金属材料”之一的合金在生产生活中起着越来越重要的作用，合金的出现大大拓宽了金属材料的范围和使用价值。
［阅读］：P122 有关文字。归纳：合金是一种金属跟其他金属（或非金属）熔合形成的具有金属特性的物质。人类历史上使用最早的合金是青铜；世界上最常见、应用最广的合金是钢。
引导学生阅读 P122 活动与探究：某种保险丝是用武德合金制成的，熔点约为69℃。其组成金属及其熔点分别为鉍（271℃ ）、铅（327℃ ）、锡（232℃ ）、镉（321℃ ）。比较武德合金和其组成金属的熔点差异，归纳出合金的优良特性。
归纳：合金具有许多良好的物理、化学或机械性能；合金的硬度一般比各成分金属大；多数合金的熔点低于组成它的成分金属。
六、作业布置：P124页1－7
七、板书设计：
第二节 铁的冶炼 合金
一、铁的冶炼
1、实验室
药品：CO Fe2O3
装置：P119
反应原理：
实验现象：红棕色的氧化铁粉未变成黑色，澄清石灰水变浑浊
2、工业上炼铁
设备：高炉
原料：铁矿石、焦炭、石灰石
主要反应：（1）焦炭燃烧产生热量并生成还原剂
C+O2CO2；CO2+C?2CO
（2）氧化铁被CO还原成铁
Fe2O3+3CO?2Fe+3CO2
（3）SiO2与CaCO3分解产生的CaO反应生成硅酸钙
CaCO3?CaO+CO2↑；CaO+SiO2==CaSiO3 （炉渣——可用于制水泥）
尾气主要成分：CO和CO2 （需经处理后再排放）
二、生铁和钢
生铁：含碳量在2﹪—4.3﹪之间的铁的合金
钢：含碳量在0.03﹪—2﹪之间的铁的合金
从生铁炼成钢的实质为：降碳、除硫磷、调硅锰
三、合金
八、课堂自我评价
一、选择题
1、下列物质不属于合金的是 （ ）
A、不锈钢 B、黄铜 C、18K黄金 D、氧化铁
2、在日常生活中的金属炊具和医院中的金属医疗器械的主要成份是（ ）
A、白铜合金 B、武德合金 C、不锈钢 D、青铜
3、在下列矿石中，其主要成分属于氧化物的是 （ ）
A、菱铁矿（主要成分是FeCO3） B、黄铜矿（主要成分是CuFeS2）
C、铝土矿（主要成分是Al2O3） D、黄铁矿（主要成分是FeS2）
4、下列说法正确的是 （ ）
A、 用一氧化碳还原氧化铁，当红棕色粉末变黑时，先停止加热，还要再通一会儿一氧化碳
A、 工业上炼铁的设备是电炉
A、 纯铁比生铁质地坚硬
D、高碳钢比生铁含碳质量分数高，所以坚硬
5、下列铁的化合物中，铁的质量分数最大的是 （ ）
A、Fe2O3 B、Fe3O4 C、FeO D、FeSO4
6、炼铁的主要原料是 （ ）
①铁矿石 ②一氧化碳 ③焦炭 ④石灰石 ⑤孔雀石
A、①②④ B、①③④ C、③④⑤ D、①④⑤
7、 生铁与稀盐酸反应后，总会有一些残渣，其成分是 （ ）
A、铁 B、氯化亚铁 C、水 D、碳及其它不溶性杂质
8、世界卫生组织把铝确定为食品的污染源之一。铝的下列应用必须加以控制的是 （ ）
A、用铝合金制门窗 B、用铝合金作飞机材料
C、用金属铝制装碳酸饮料的易拉罐 D、用金属铝制导线
9、下列关于生铁和钢的描述中，正确的是 （ ）
A、生铁和钢都是混合物，其主要成份都是碳
B、生铁硬而有韧性，既可以铸又可煅
C、生铁与钢的性能有很大的差别，主要是由于生铁和钢中的含碳量不同
D、钢是用铁矿石和焦炭作原料直接炼制而成的
10、日常生活中所用的自来水管，你认为选用哪种管子既经济又耐用？（ ）
A、普通钢管 B、塑料管 C、不锈钢管 D、镀锌管
二、填空题
1、下列两个成语与我们所学的化学知识有关。简述其中的化学原理。
百炼成钢（将反复烧红的生铁在空气中不断锤打，转化为钢。）
。
釜底抽薪（釜：指古代炊具，相当于现在的锅；薪：指柴火。）
。
2、通常所说的“金属材料”，包括 和 。220V照明电路中的保险丝是用
合金制成的，它的熔点比组成它的各种金属的熔点 。（填“高”或 “低”）
3、如果血液中缺乏亚铁离子，就会造成缺铁性贫血，市场出售的某种麦片中含有微量的颗粒极小的还原铁粉，这些铁粉在人的胃液（胃酸的主要成分是盐酸）作用下转化成亚铁盐，这个转化的化学方程式是 。
4、我国劳动人民在3000年前的商代就制造出了精美的青铜器。青铜是铜锡合金，它具有良好的铸造性、耐磨性和耐腐蚀性。取青铜样品8.1g，经分析知其中含锡0.9g，则此青铜中铜和锡的质量比是 。
三、书写下列化学方程式：
1、高温下一氧化碳还原四氧化三铁 ；
2、把铁放入硫酸铜溶液中得到铜和硫酸亚铁 ；
3、把少量的水泼到燃烧旺的焦炭上，生成了一氧化碳和氢气 ；
4、氢气在高温条件下和氧化铁反应生成铁和水 。
三、计算题：
1、某大型高炉年产含杂质4%的生铁4×106t。若在冶炼的过程中的损耗忽略不计，则需要含氧化铁71.5%的赤铁矿多少吨？
课后记：
参考资料：
1、古代的炼铁
天然的纯铁在自然界几乎不存在，人类最早发现和使用的铁，是天空中落下的陨铁。陨铁是铁和镍、钴等金属的混合物，含铁量较高。但是，陨铁毕竟十分稀少，它对制造生产工具起不了什么大的作用，但通过对陨铁的利用，毕竟使人们初步认识到铁。
原始的炼铁方法，大致是在山坡上就地挖个坑，内壁用石块堆砌，形成一个简陋的“炉膛”，然后将铁矿石和木炭一层夹一层地放进“炉膛”，依赖自然通风，空气从“炉膛”下面的孔道进入，使木炭燃烧，部分矿石就被还原成铁。由于通风不足，“炉膛”又小，故炉温难以提高，生成的铁混有许多渣滓，叫毛铁。
铁的冶炼和应用以埃及和我国为最早。用高炉来炼铁，我国要比欧洲大约早1000多年。
2、古代的炼铜
人类最早用石器制造工具，曾称为“石器时代”。接着，人们发明了炼铜并用铜制造工具，曾称为“铜器时代”。紧接着人们又发明了炼制铜与锡的合金——青铜，青铜被大量用于制造工具，曾称为“青铜时代”。青铜的使用为人类使用金属揭开了历史的新篇章。
大约在5000年以前，中国已学会用孔雀石（碱式碳酸铜）冶炼出铜。冶炼时，在熔锅或熔炉内放置孔雀石和木炭，让木炭在里面燃烧，用吹管往里送风，产生高温，熔化矿石，同时产生一氧化碳使铜析出。根据可靠的文献资料和出土铜器，可以肯定在殷商时期我国对青铜器的冶炼和青铜器的铸造已达到相当高的水平。
在铜的冶金史和化学史上，我国还有一项重大的发明，就是湿法炼铜。早在公元前一两百年，就已经知道用铁从铜盐中置换出铜。在距今1200多年前，就用铁锅熬胆水（硫酸铜溶液）炼铜，此法炼铜到宋朝时发展到顶峰。直到今天，湿法炼铜仍然被世界各国采用，因为湿法炼铜适宜开采低品位贫铜矿。
3、铁与人体健康
铁是人们非常熟悉的一种物质，且再日常生活中应用广泛。如建筑材料、工业机床、钢木家具、锅、铲、瓢、勺等等均离不开铁做原料。然而铁的用途并不仅仅是这些，更重要的是铁元素人体健康必不可少的元素，它是人体血红蛋白的一个重要组成部分，血红蛋白之所以能把氧带到全身的每一个细胞中去，其主角就是铁，人体中的血是红色的，就是由于铁的存在。血红蛋白的每一个次小单位都含有一个铁原子，没有铁原子，血红蛋白就制造不出来，氧就无法被输送，这样血液就变白，进而使肤色苍白，因为血红蛋白与氧结合，才使血带上鲜红色。人们每天吃进的食物中含有一部分铁，在日常饮食中含铁的食物主要有：鸡、鸭、鹅、猪、牛、羊肉及肝脏、心脏、猪肚、蛋黄、海带、黑木耳、蘑菇、菠菜、芹菜、萝卜、番茄等。
当人膳食含有足够的铁时，所吸收的铁就会被储存在机体组织中，吃进的铁不足时，储存的铁就会因逐渐消耗而减少，严重缺铁会引起缺铁性贫血。人体吸收铁一般是无机铁盐比有机铁盐容易，二价铁（Fe2+）比三价铁（Fe3+）吸收率约大3倍。所以在给缺铁性贫血病人补充铁时，显然应给予无机的二价铁如硫酸亚铁以及维生素C等酸性物质。近几年来世界卫生组织，多次提倡推广使用中国的铁锅、铁铲烹调食物，通过铁铲与铁锅而获得大量的无机二价铁，在胃酸中成离子态时被人体直接吸收，以补充人体对铁的需要。
4、炼铁的矿石及识别
铁在自然界中的分布很广，主要以化合态存在，含铁的矿石很多，具有冶炼价值的铁矿石有磁铁矿、赤铁矿、褐铁矿和菱铁矿等。
识别铁矿石的方法通常是利用其颜色，光泽、密度、磁性、刻痕等性质。
①磁铁矿（Fe3O4）黑色，用粗瓷片在矿石上刻划时，留下的条痕是黑色的。具有磁性，密度为4.9~5.2克/厘米3。
②赤铁矿（Fe2O3）颜色暗红，含铁量越高，颜色就越深，甚至接近黑色，但是瓷片留下的刻痕仍然是红色，不具磁性。成致密块状或结晶块状（镜铁矿）产出，也有成土状产出。密度为5~5.3克/厘米3。
③褐铁矿（Fe2O3·3H2O）矿石有黄褐、褐和黑褐等多种颜色，瓷片的划痕呈黄褐色。无磁性，密度为3.3~4克/厘米3。
④菱铁矿（FeCO3）有黄白、浅褐或深褐等颜色。性脆，无磁性，在盐酸里有气泡（CO2）冒出。密度为3.8~3.9克/厘米3。
5、在高炉中炼铁为什么使用焦炭
焦炭是把一定品种的煤在炼焦炉中隔绝空气加强热——干馏，而得到的一种坚硬多孔性固体。高炉炼铁时使用焦炭，一是用作热源，焦炭在燃烧时放大量热；二是生成的二氧化碳在高温下与焦炭反应得到还原剂一氧化碳，一氧化碳使铁矿石还原成铁。
焦炭硬度大、多孔、在高炉不易压碎，容易使气体通过，且发热量比煤大，所以高炉用焦炭而不用煤。
6、不锈钢为什么能抗腐蚀
不锈钢是能抵抗酸、碱、盐等腐蚀作用的合金钢的总称。不锈钢分两大类：一类是铬不锈钢，含铬在12%以上；另一类是铬镍不锈钢，通常含铬18%，含镍8%左右。含铬不锈钢能抗一般腐蚀，镍铬不锈钢有更强的抗蚀性能。广泛用于化工、制药、食品加工、手术器械。
一般来说，纯金属比不纯金属或合金难于被腐蚀，这是因为它们不容易形成电化腐蚀。而不锈钢为什么反而能抗腐蚀呢？
这是因为在不锈钢中镍、铬含量相当高，足以在合金表面形成一层致密的氧化膜，如氧化铬，起到保护内部金属的作用。
还有一种理论认为是铬、镍等元素使铁发生钝化，使铁原子难以失去电子，因而活泼性大大降低，因而有抗腐蚀性。
呈现学习情景
提出问题
讨论与探究
知识运用
工业炼铁的设备及过程
CO还原Fe2O3的化学原理
如何从铁矿石中提取铁？
从你所了解的钢铁知识入手
PAGE
４
第五章第二节铁的冶炼 合金 第 页
