《鐵、銅的獲取及應用》教學設計要點

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1、S 登品高考典 叫岬 3 叩。int.?！? 【設計理念】 1、精心設計演示實驗、學生實驗及家庭實驗，搭建探究學習的良好平臺，引導學生積 極參與探究活動，激發(fā)學生學習化學的興趣，提高學生的科學素養(yǎng)。 2。創(chuàng)設和諧、民主、平等的教學環(huán)境，引導學生主動學習。新課程的核心理念一一 一 切為了每一位學生的發(fā)展。 我們要關注學生在學習過程中的情感體驗， 使教學過程成為 學生的一種愉悅的情緒生活和積極的情感體驗，最大化的體現學生的主體性。 3、遵循科學的認知規(guī)律。學生的學習過程應符合由感性到理性、進而上升到實踐的一 般規(guī)律。本節(jié)設計讓學生通過日常生活的體驗以及探究實驗，對鐵、銅的性質和應

2、用形 成感性認識；在此基礎上通過思考、討論、交流、歸納上升為理性認識，從而形成知識 體系。 【教學目標】 一、知識與技能 1 .了解鐵和銅在自然界的存在，理解鐵和銅的冶煉原理。 2 .學習鐵、二價鐵、三價鐵三者之間的相互轉化關系，能運用有關的氧化還原反應知識 分析轉化過程，掌握鐵離子及亞鐵離子的檢驗方法。 3 .理解鋼鐵腐蝕的原理，了解防護辦法。 二、過程與方法 H 全品高赤羽 叫岬 3 叩。int.。” 1 .增強學生新舊知識聯系的能力， 在新知識的學習過程中將已有的氧化還原知識作充分 的運用和擴展。 2 .通過思考、討論、交流、歸納，形成解決問題的方法。 三、情

3、感態(tài)度價值觀 1 .通過我國煉鐵、煉銅的成就，激發(fā)學生的愛國熱情和求知激情。 2 .通過對二價鐵和三價鐵的相互轉化和各種實驗現象的預測， 增強學生的學習信心和興 趣。 教教學難點】 鐵及其化合物的性質（“鐵三角”） 【課時分配】 共四課時 從自然界中獲得鐵和銅 一課時 鐵、銅及其化合物的應用 二課時 鋼鐵的腐蝕 一課時 【教學過程設計】 010-58818067 58818068 canpoint@ 第1頁共17頁 H 全國高考羽 K引入》通過一段視頻展示：鐵和銅的各種生活用品，我國古代和現代在煉銅和煉鐵方 面的成就，激發(fā)學生的愛國熱情和求知

4、激情。 鐵和銅在我們的日常生活以及國民經濟的發(fā)展中起著舉足輕重的作用。 那么鐵和銅在自 然界中如何存在？如何從自然界中獲得鐵和銅呢？ 一、從自然界中獲得鐵和銅 K閱讀》教材P69,總結得出 （一）自然界中鐵和銅的存在 游離態(tài) 化合態(tài) 鐵的存在 天然鐵（隕鐵） 磁鐵礦（Fe3Q） 赤鐵礦（FezQ） 銅的存在 天然銅（少量） 黃銅礦（CuFeS） 孔雀石 (CuCO- Cu(OH) K交流與討論》如何將化合態(tài)的鐵和銅轉化為游離態(tài)? （二）煉鐵 鐵礦石、焦炭、空氣、石灰石 010-58818067 58818068 canpoint@ 第5頁共1

5、7頁 化學原理 利用氧化還原反應 在高溫下用還原劑把鐵礦石里的鐵還原出來 主要化學 反應 (1) 還原劑的生成： C+Q CO CO2+C 2CO (2) 鐵的還原： FezQ +3CO 2Fe+3CO (3) 爐渣的生成 CaCO CaO+CQ CaO+SiO CaSiQ 主要設備 高爐 K說明》 用這種方法冶煉得到的鐵是含碳 2%--4.5%的生鐵，將生鐵進一步煉制，就可以得到鋼（含 碳 0.03%--2%）。 （三）煉銅 1.粗銅的制備: S 全國高考問 (1)原料：黃銅礦(CuFeS) (2)主要反應: A. 2CuFeS

6、2 + O 2 = Cu 2s + 2FeS + SO 2 或 2CuFeS2 + 40 2 = Cu 2s + 3SO2 + 2FeO B. 2Cu 2s + 302 = 2Cu 2O + 2SO2 C. 2Cu 2O + Cu2s = 6Cu + SO 2 2.銅的精煉 將高溫冶煉得到的粗銅通過電解精煉就可以得到含銅量 99.95%以上的銅。(在化學原理 中詳細介紹) K拓寬視野》生物煉銅簡介 K引入》由故事引入主題：秦始皇統(tǒng)一六國之后，在陜西咸陽建造一座很大的宮殿，叫做 阿房宮。據說秦始皇很擔心有人會謀害他，所以阿房宮的北門門洞用磁石砌成，這樣若 有人帶刀劍或穿盔甲走過此

7、門，就會被發(fā)現，以此來預防刺客。 提問： 1、為什么刀劍會被磁石門阻擋在宮殿之外呢？可以看出古人的兵器原材料是什么？ 2、這種材料具有怎樣的物理性質才被古人廣泛用于制作兵器呢？ S 全國高考問 K學生回答》 學生甲：古人用鐵制作兵器，鐵可以被磁石吸引，所以能夠保護秦始皇。 學生乙：鐵有堅硬的特點，而且有延展性。 K小結》 二、鐵、銅及其化合物的應用 （一）鐵的物理性質 色 態(tài)：銀白色固體，金屬光澤 硬 度：較硬（比鐵合金軟） 延展性：良好 電熱導性：良好 密 度：＞4.5 g/cm 3 熔沸點：較高（比鐵合金高） 抗腐蝕性：較強（比鐵合金強） 注意

8、強調鐵的特性（可被磁化）和鐵的分屬類別。 010-58818067 58818068 canpoint@ 第7頁共17頁 H 全品高赤羽 叫岬 3 叩。int.。” K過渡》繼續(xù)回到故事：千年之后，兵器出土，當年削鐵如泥的寶刀也光彩不再。這中 間究竟發(fā)生了什么？讓我們來著重研究鐵及其化合物的化學性質。 K實驗活動》 活動第一階段：請學生根據已有氧化還原知識分析鐵的各種價態(tài)化合物的氧化還原性。 結果：0價鐵單質僅具有還原性，+2價亞鐵離子具有氧化性和還原性， +3價鐵離子具有 氧化性。 活動第二階段：請學生嘗試將一些試劑按照氧化還原性分類。 形式：提供告示板標簽，

9、讓學生在黑板上分氧化劑、還原劑粘貼。 活動第三階段：明確研究目的一一這些氧化劑和還原劑究竟是否可以使得亞鐵離子和鐵 離子之間實現相互轉化。如何通過實驗加以鑒別？ K總結》 鑒別Fe2+、Fe3+的離子的方法 1、直接觀察溶液顏色 2、加入氫氧化鈉溶液，觀察沉淀顏色 3、加入硫氧化鉀溶液，觀察溶液顏色 K實驗活動》 S 金品高考典 活動第四階段：將部分試劑提供出來加入硫酸亞鐵和氯化鐵中， 證實學生對氧化還原的 預測。 活動第五階段：引導分析將鐵和氧化劑反應，何時會生成 +3價鐵，何時會生成+2價鐵 活動第六階段：總結出“鐵三角”。 （二）鐵的化合物的相互轉化（“

10、鐵三角”） j cy HNty聲電尊 "p I . SO J s3 . Cu. K實驗活動力鐵的兩種氫氧化物形成及性質比較 學生討論、總結，得出下表： （三）鐵的氫氧化物的性質及其相互轉化 化學式 Fe(OH)2 Fe(OH)3 顏色、狀態(tài) 水溶性 州哂V 心叩。出 穩(wěn)定性 與H+反應 轉化關系 K實驗探究》 銅、FeCl3溶液、AgNO容液、稀硫酸、雙氧水和二氧化鎰等 學生經過實驗、討論、分析得出銅及其化合物的性質 （四）銅及其化合物的性質 1 .與 Q反應：2Cu + O 2 = 2CuO 2Cu

11、 + O 2 +H2O + CO2 = Cu（OH） 2 - CuCO （潮濕空氣中形成銅綠） 2 .與非氧化性酸反應，一般不生成 H: 2Cu + 4HCl + O 2 = 2CuCl 2 + 2H 2O 2Cu + 2H 2SO + O2 = 2CuSO4 + 2H 2O （環(huán)保，經濟） 3 .與鹽溶液反應： Cu + 2Fe 3+ = 2Fe 2+ + Cu2+ Cu + 2Ag + = 2Ag + Cu 2+ 010-58818067 58818068 canpoint@ 第9頁共17頁 S 全國高考問 K家庭實驗》 一根光亮的鐵釘、食鹽水、玻璃

12、杯、棉線等，在玻璃杯中裝上三分之一的食鹽水，將鐵 釘用棉線懸掛在食鹽水中，使其一半浸在水中，兩天后觀察記錄現象。 K引入力 通過視頻和圖片展示，了解鋼鐵的腐蝕現象十分嚴重。 K展示》家庭實驗現象總結、匯報 鐵釘生銹，并且在液面處生銹最嚴重。 K問題探究》 光亮的鐵釘生銹與哪些因素有關？ 三、鋼鐵的腐蝕 1、鋼鐵的腐蝕：指鋼鐵與周圍的物質接觸，發(fā)生化學反應而被腐蝕損耗的過程。 鋼鐵常見的腐蝕是吸氧腐蝕，與水 (電解質溶液)、氧氣等因素密切相關。 2、鋼鐵的吸氧腐蝕 2Fe+O+2噸O = 2Fe(OH) 2 4Fe(OH) 2+O+2HO = 4Fe(OH) 3 01

13、0-58818067 58818068 canpoint@ 第13頁共17頁 S 全國高考問 Fe(OH)3發(fā)生脫水反應生成紅色的鐵銹(主要成分 FeQ ? x H2O) K交流與討論》 結合課本內容，討論防護辦法。分小組推薦代表發(fā)言。 3.金屬的防護 (1)加保護層：如涂油漆、涂油脂、電鍍、表面鈍化等(如：白鐵：鍍鋅鐵；馬口鐵: 鍍錫鐵(罐頭包裝)；銘洛米：鍍銘和銀) (2)改變金屬內部結構：如制成不銹合金 (3)在鋼鐵的表面上鑲嵌比鐵活潑的金屬 (4)外加電流的保護法 【板書設計】 第二單元鐵、銅的獲取及應用 一、從自然界中獲得鐵和銅 (一)自然界中

14、鐵和銅的存在 (二)煉鐵 H 全國高考羽 原料 鐵礦石、焦灰、仝氣、石灰后 利用氧化還原反應 化學原理 在高溫下用還原劑把鐵礦石里的鐵還原出來 (1)還原劑的生成： C+Q CO CO2+C 2CO 主要化學 (2)鐵的還原： 反應 FezQ +3CO2Fe+3CO (3)爐渣的生成 CaCO CaO+C。 CaO+SiO CaSiO 主要設備 高爐 (三)煉銅 1,粗銅的制備: 2.銅的精煉 S 全品高考網 二、鐵、銅及其化合物的應用 （一）鐵的物理性質 （二）鐵的化合物柿1反和化（“鐵三角”）

15、 鑒別Fe2+、Fe3+的離子的方法 （三）鐵的氫氧化物的性質及其相互轉化 （四）銅及其化合物的性質 1 .與Q反應： 2 .與非氧化性酸反應，一般不生成 H: 3 .與鹽溶液反應 三、鋼鐵的腐蝕 1、鋼鐵的腐蝕 2、鋼鐵的吸氧腐蝕 H 全品高考兩 4 .金屬的防護 (1)加保護層：(2)改變金屬內部結構：如制成不銹合金 (3)在鋼鐵的表面上鑲嵌比鐵活潑的金屬 (4)外加電流的保護法 【及時反饋】 1 .在氯化鐵、氯化銅和鹽酸混合溶液中加人鐵粉，待反應結束，所剩余的固體濾出后能 被磁鐵吸引，則反應后溶液中存在較多的陽離子是( ) A. Ci2+ B

16、 . Fe3+ C . Fe2+ D . H+ 2 .在一定條件下用普通鐵粉和水蒸氣反應 ，可以得到鐵的氧化物.該氧化物又可以經過 此反應的逆反應，生成顆粒很細的鐵粉.這種鐵粉具有很高的反應活性，在空氣中受撞擊 或受熱時會燃燒，所以俗稱“引火鐵”.請分別用下圖中示意的兩套儀器裝置 ，制取上述鐵 的氧化物和"引火鐵".實驗中必須使用普通鐵粉和 6摩/升鹽酸，其他試劑自選(裝置中必 要的鐵架臺、鐵夾、鐵圈、石棉網、加熱設備等在圖中均已略去 ). 填寫下列空白： (1)實驗進行時試管 A中應加入的試劑是 —； 燒瓶B的作用 是 ； 燒瓶C的作用是 ； 在試管D中收集 得到的是.

17、 ⑵實驗時，U型管G中應加入的試劑是 ; 長頸漏斗H中應加入 . B 全品品含制 www.canpoint.Ch (3)兩套裝置中，在實驗時需要加熱的儀器是(填該儀器對應的字母). (4)燒瓶I中發(fā)生的反應有時要加入少量硫酸銅溶液 ，其目的是 . ⑸試管E中發(fā)生反應的化學方程式是 . (6)為了安全，在E管中的反應發(fā)生前，在F出口處必須 ；E 管中的反應 開始后，在F出口處應 ^ 010-58818067 58818068 canpoint@ 第17頁共17頁 3 .在一定條件下可實現下圖所示物質之間的變化: 孔雀石 明砒

18、 請?zhí)顚懸韵驴瞻祝? (1)孔雀石的主要成分是 CuCO- Cu(OH)(堿式碳酸銅)，受熱易分解，上圖中的 F是 O (2)寫出明磯溶液與過量的 NaOHg液反應的離子方程式 (3)圖中所得G和D都是固體，混合后在高溫下可發(fā)生反應，寫出該反應的化學方程 (4)每生成1 mol D ,同時生成 mol E。 4 .用20 mL FeCl3溶液腐蝕3. 2 g Cu片，將Cu片完全腐蝕后，加入鐵粉 2. 8 g ,反 應后溶液中存在不溶物 1.6 g(設反應前后溶液體積變化忽略不計 )。計算： (1)20 mL這種溶液中的FeCl3與多少mL 5 mol ? L-1的Fe

19、Cl3溶液中所含FeCl3的物 質的量相等？ (2)反應后溶液中Fe2+的物質的量濃度為多少？ 【及時反饋參考答案】 1、C 2、(1)普通鐵粉(或鐵粉)，作為水蒸氣發(fā)生器(或用來產生水蒸氣);防止水倒吸(或用 作安全瓶);氫氣 ⑵固體NaOH或堿石灰、CaC^堿性固體干燥劑);6摩/升HCl (3)A、R E (4)加快氫氣產生的速度 ⑶FcQ4 +4% 型和e +4HQ S 登品高考內 (6)檢驗氫氣的純度，點燃氫氣 3、根據不活潑金屬碳酸鹽受熱易分解成金屬氧化物和 CQ,以及不活潑金屬的氫氧化物 受熱易分解成金屬氧化物和代0的規(guī)律，可推知孔雀石的分解產物為

20、CuO CO和代O, 由題意知G為固體即CuO貝1 F為氣體CO。根據明磯的組成以及 Al的性質可知A為含 有NaAlQ的溶液。根據電解冶煉鋁可以得到金屬鋁，推知 D為Al , 為Q,用Al作還 原劑可以還原CuQ 4、在該反應中Fe、Cu都是還原劑，被腐蝕的 Cu為0. 05 mol,投入的Fe粉也為0. 05 mol,因此鐵粉只可能恰好完全反應或不足，最后剩余的 1. 6 g不溶物一定為銅。由于 Fe3+得電子數等于Fe和Cu的失電子總數。 則：n(Fe 3+)=2 x n(Fe)+2 x n (Cu) 0,0-2+學-吧 n(Fe3+尸 一 =0.15mol 答案：(1)V(FeCl 3)=30ml (2)c(FeCl 2)=10mol?L-1 【作業(yè)與實踐】 課本77-78頁